反井钻孔工艺在山西龙泉煤矿三水平煤仓施工中应用

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1、反井钻孔工艺在山西龙泉煤矿三水平煤仓施工中应用　　［摘要］：本文介绍了山西龙泉煤矿三水平煤仓的施工情况。面对复杂的地质条件，确定了安全科学的施工方案。通过应用反井钻孔工艺，实施维护围岩稳定的措施，实现了安全快速施工，取得了良好的经济效益。［关键词］：反井煤仓应用掘砌支护中图分类号：X752文献标识码：A文章编号：1.工程概况山西龙泉煤矿三水平煤仓由卸载站、仓体、漏斗三部分组成，总工程量24m。煤仓仓口位于三水平重车道内，煤仓仓口平面为长14m、宽1.4m的矩形断面，沿卸载方向剖面为高4.6m、上下两底边分别为14.5m的梯形断面。煤仓上口

2、向下与仓体相连，仓体直径5m，高度16.4m。仓体下口由直径5m的圆仓渐变为直径1.5m的漏斗，漏斗与三水平主胶带巷垂直相通。5煤仓上口位于二煤顶板砂岩中，仓体穿二煤，煤体相对比较松软，下口位于二煤底板，穿底板砂质泥岩、底板砂岩。煤仓上口卸载站采用锚喷配钢筋梯支护，卸载坑采用锚杆及钢筋混凝土支护，锚杆为1800mm长的φ18mm螺纹钢树脂锚杆。煤仓仓体采用强度等级为C20、厚度250mm的素混凝土支护，下漏斗则采用钢筋混凝土支护。2.钻机安装首先在设计钻孔位置垂直向下挖掘至稳定岩层，再浇筑钻机混凝土基础（尺寸为4000×2500×500m

3、m）。基础经找平后，铺设基础钢轨。因钻机左右位置依靠轨道确定，将钢轨对称置于预钻孔两侧。安装后，使钢轨平直、牢固，轨面距顶板高度不少于3.6m（见左下示意图）。另外，在钻机后轮以外的钢轨采用锚杆与基础固定，使其能承受40KN以上拉力。3.导硐反井施工该煤仓深24m，仓体直径5m。仓体断面大，掘进出渣量达20m3/m，可见能否实现快速掘砌煤仓，关键在于出渣的速度。由于三水平主胶带巷已经施工完毕，具备反井施工的条件。煤仓反井施工采用LM-120型反井钻机，该钻机导孔直径为244mm，扩孔直径为1200mm，最大钻孔深度为120m，最大扭矩为3

4、1.8KN·M。反井施工时，先在三水平重车道找准测量复核钻孔中心后，再安装和固定好钻机，利用φ244mm导孔钻头自上向下钻进，直至钻穿三水平主胶带巷顶板。最后卸下导孔钻头，安上φ1200mm的扩孔钻头由下往上扩大成孔。4.煤仓掘砌5通过反井施工，可使煤仓掘进出的渣，通过导硐溜入三水平主胶带巷，再用矿车从胶带巷运出。因煤仓直径大，每米支护需混凝土量较大，为了实现浇筑快速、均匀、连续进行，且保证支护质量，混凝土采用机械搅拌。拌制好的混凝土通过专用管道直接输送至施工地点，故将搅拌机安设于三水平井底车场重车道内。煤仓上锁口为14m×1.4m的矩形

5、，4.6m以下部分变为直径为5m的圆筒，从而在相交点处形成一个“伞檐”。“伞檐”以上部分采用炮掘，耙岩机出渣。当掘深超过耙岩机扒渣深度后，采用人工装渣，将渣从导硐中溜出。卸载槽两侧采用锚喷支护，“伞檐”段掘进采用放小炮，并及时安装锚杆和浇筑混凝土，以保证掘进期间“伞檐”段围岩的稳定。“伞檐”段每掘进1.5m便安装模板，自上而下浇筑混凝土，使之与整个仓口连成一个整体。煤仓上锁口结构砼浇筑完后，经支撑转入仓体施工。5仓体施工前，先行安装辅助提升系统。即在仓口上方安设横梁加装拖绳轮，一侧安置10t穏车，挂设吊桶用于辅助提升人员和材料等。煤仓上口

6、结构混凝土养护期满后，拆除模板进行仓体施工。仓体掘进采用放小炮配手镐掘进，人工出渣，并及时安装锚杆闭帮、初喷。每掘进1.5m及时浇筑混凝土进行支护，拌制好的混凝土直接通过管路向模板内浇筑完成。由于仓体掘进需穿越二煤，煤体较为松动，若不及时支护，易导致片帮，影响仓口结构的安全。为此，在煤仓穿煤段掘进时，采用先锚网支护，然后喷射150mm厚的混凝土，以加固煤体。锚杆选用2400mm长的φ18mm螺纹钢树脂锚杆，金属网为8mm铅丝经纬网。煤仓下口直径由φ5m渐变到φ1.5m，采用双层钢筋混凝土支护，用放大样法做仓壁箍，确保煤仓规格符合设计要求。

7、煤仓下锁口掘砌施工时，根据不同深度断面尺寸的变化，及时调整施工技术参数。施工工艺与仓体施工大致相同，但浇筑混凝土时要内置双层钢筋。由于煤仓下锁口与三水平主胶带巷贯通，故施工时采取放小炮配合使用风镐刷扩，避免造成过大震动破坏岩性，确保安全施工。5.结语山西龙泉煤矿三水平煤仓结构较为复杂，施工难度大，由于采用了合理的施工方案，有针对性地采用了维护围岩稳定、防止岩帮片落措施和反井施工工艺，使工期提前了12天，为矿井采掘接替打下良好基础。该煤仓能优质快速施工，主要归结于下面几点：（1）利用反井钻机施工，较好地解决了煤仓快速出渣问题，使出渣与掘进不

8、再相互影响，同时也解决了施工中的通风问题；（2）采用锚喷支护，较好地维护了煤仓上口，有效防止了煤仓上口煤体的塌帮，保证了施工安全与质量；5（3）采用搅拌机搅拌混凝土，专用管路输送混凝土，使混凝