高强稳定型煤仓支护技术方案探析

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1、高强稳定型煤仓支护技术方案探析　　中图分类号：TU94+2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）1、工程概况下石节煤矿3#煤仓给煤硐室是矿井煤炭运输的咽喉硐室，硐室由8根侧立柱及顶板承重梁组成承重结构，且承重梁及相应的立柱采用钢筋混凝土浇筑。原煤仓受采动和底鼓影响，原有承重结构变形破损严重，不能满足矿井正常生产需要，为此，矿方决定在953水仓上方暗皮带井距水仓外环15m位置处新掘3号煤仓。为了保证3号煤仓的长期安全使用，根据3号煤仓的围岩条件及其与周围工作面的相对位置关系等地质采矿条件，研究3#煤仓

2、的围岩控制技术和高强稳定型煤仓设计。2、高强稳定型煤仓设计1）煤仓核心技术思路6根据214煤仓围岩地质条件、现有承载结构变形破坏特征及其原因分析以及3号煤仓围岩地质条件，研究提出高强稳定型煤仓设计方案，该方案的技术思路：针对4-2#煤层底板围岩松软、遇水急剧膨胀等特点，为降低煤仓下口给煤硐室的支护难度，采用壁挂式煤仓，即利用沿井筒周向均匀布置的特制工字钢梁（见图5），通过将工字钢梁悬挂固定到煤仓仓壁上，然后整体浇筑形成煤仓；为进一步提高煤仓稳定性，设计了55根埋入仓壁中的11号矿用工字钢托架、16根Φ21.8mm的

3、承重锚索及框架结构的给煤硐室进行辅助承载。2）煤仓上口设计煤仓上口垂直巷道轴向，按煤仓中心线对称铺设4根40b热轧轻型工字钢承载梁进行承载，每根承载梁两端伸入仓壁深度不小于1000mm（包括井筒混凝土400mm厚度），承载梁上铺10mm厚钢板，并在钢板上浇筑混凝土至底板设计标高。施工中注意每根梁端不要压住仓壁混凝土。上口封口篦子采用11号矿用工字钢焊接而成，封口尺寸为1870mm×1470mm，篦子网口尺寸为400mm×300mm；煤仓在投入使用后，上口必须设置护栏，进行全封闭管理。3）煤仓仓体设计6该煤仓为直立圆

4、形煤仓，煤仓掘进毛断面直径为5800mm，净断面直径为5000mm，设计高度15000mm，煤仓主体高11235mm。煤仓仓体采用锚网索喷+整体浇注钢筋混凝土联合支护，喷浆+浇筑混凝土总厚度不小于400mm，混凝土强度等级C40。锚杆采用Φ22mm×3000mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间排距828mm×800mm，每个锚杆孔均使用1支K2350（头部）和1支Z2350树脂锚固剂，锚杆托板规格为150mm×150mm×10mm鼓型托板，材质为A3钢，锚杆预紧力矩不小于300N·m；锚索采用Φ17.8mm×6200m

5、m1860钢绞线，锚索排距800mm（五花眼布置），每个锚索孔均使用1支K2350（头部）和3支Z2350树脂锚固剂，锚索托盘采用300mm长18#槽钢梁，为防止锚索托盘被拉穿，锚索托梁与锚具之间加150mm×150mm×10mm平托板，锚具采用锁芯为两半的锁具，锚索预紧力不小于100KN；护表钢筋网采用Φ6mm钢筋焊制而成，钢筋网规格为2000mm×1000mm，网孔规格均为100mm×100mm，网与网之间采用自连方式；同时沿井筒周向将锚杆、锚索用Φ12mm钢筋梯子梁连接起来，形成整体结构。为减轻煤仓下口给煤硐

6、室承载结构所受载荷，在煤仓仓体上部砂岩段布置5圈共55根11号矿用工字钢梁托架，在煤仓仓体下部布置两圈承重锚索。其中每根托架长1360mm，埋入围岩段长1000mm，承重锚索直径21.8mm，上圈承重锚索长10000mm，锚索钻孔深8200mm；下圈承重锚索长12000mm，锚索钻孔深10200mm，锚索与围岩表面成45°夹角，每个锚索孔均使用1支K2350（头部）和3支Z2350树脂锚固剂，锚索锚固好后，进行张拉，要求预紧力不低于100KN，此时锚索外露长度1800mm左右，分别在每根锚索的外露段安装两个大托板，

7、并用锁具进行固定，最后与混凝土漏斗浇筑成一整体。4）煤仓漏斗设计6煤仓漏斗垂直高度3765mm，漏斗斜面与水平面夹角为60°。煤仓漏斗使用11根特制11号矿用工字钢梁（见图5）沿周向铺设成型，其中工字钢梁的A段直接固定在围岩中，B段用4根锚索与围岩进行固定。为减轻竖向工字钢梁与锚索之间的剪切作用，保护好锚索，采用长度为1200mm、外径为30mm、壁厚为4mm、底部焊接50mm×50mm×10mm平托板的钢管穿过锚索及工字钢上的钻孔，实现钢管与工字钢的直接接触，最终实现对工字钢的可靠固定。对应工字钢梁上钻Φ32mm

8、的孔，加工时需要来回拉几下，安装保护锚索钢管前需要打锚索孔，打孔时要注意，浅部1200mm深孔用Φ32mm钻头打，超过1200mm深孔用Φ28mm钻头打。工字钢梁固定完毕后，在煤仓下口进行配筋，同时将漏斗斜面上的工字钢梁与钢筋骨架进行固定，每根工字钢梁连接点不少于5个，然后进行整体浇注。为保护漏斗斜面承重工字钢梁，在漏斗斜面上铺一层16mm厚钢板。5）给煤硐