直立高煤仓的设计与施工

图1　东四采区煤仓整体布置图
1— 铁篦子；2—穿煤段；3—缓冲台；4—煤位计；
5— 双曲线钢漏斗；6—空气炮

3.3　仓上口铺设铁篦子
　　综放开采，煤的块度较大，故在仓上口铺设篦子，把住源头，杜绝大块煤矸卡仓事故，铁篦子网口尺寸400 mm×400 mm。
3.4　下口采用双曲线钢漏斗
　　双曲线较传统的圆锥形漏斗,截面收缩率不变,漏斗倾角越接近斗口越大，因此，煤在斗口处的错动、挤压和摩擦均无明显变化，斗形也符合煤的流动规律，可有效防止煤起拱堵塞。
3.5　增设缓冲台
　　在煤仓中部增设缓冲台，减少煤流入仓的冲击力，既可防止仓底部煤的夯实板结，又可减少煤流对仓壁、底部斗口的冲击破坏。缓冲台位置确定：垂直位置距上口抛煤点19 m，水平位置为

式中　S——缓冲台距抛物点水平距离，m；
　　　V₀——煤体抛出初速度，2.5 m/s；
　　　h——缓冲台距上口抛煤点距离，19 m；
　　　g——重力加速度。
3.6　预设煤体限位探头
　　在距斗口4m处，从预埋的钢管中引出煤位计探头，与给煤机联锁，当仓中煤位低于该位置时，给煤机自动停止放煤，保证煤仓下部始终存有部分煤炭，以缓和煤流对底部斗口的冲击破坏及煤的夯实板结。
3.7　采用空气炮防堵清堵
　　生产实践证明，空气炮是防治煤仓起拱堵塞的有效途径。经验表明，三河尖煤矿煤仓下口起拱堵塞易发生在斗口上方2.0 m处，因此，在煤仓下口2.0～3.5 m之间设置两层空气炮，水平错开布置。

4　施工工艺
4.1　施工方案
　　先用反井钻机自上而下打1.2 m直径孔，然后自上而下刷大。
4.2　施工方法及顺序
　　采用钻爆法施工，光面爆破，作业方式为一掘一喷，循环进尺1.2 m。施工组织尽可能平行作业，缩短工期。具体做法：在装载硐室刷出并浇灌2m墙后，施工煤仓上口段，锚梁网喷配筋浇注后；转入装载硐室挑顶、浇混凝土、架梁；再施工仓体穿煤段以下部分；最后刷出斗口，固定好仓口架，配筋浇注，铺设钢板。
4.3　几个关键问题的处理
　　(1)仓体上部穿煤段的施工。爆破上采取多打眼、少装药、小循环等控制措施，保证光面爆破的效果；支护上采用锚梁网喷作为临时支护措施，全段共13 m刷完后，按设计要求配双层钢筋浇注混凝土。
　　(2)双曲线漏斗的成型。理论上的双曲线漏斗在实际施工时无法做到，设计时，将其分为8段，每段高度500 mm，浇注成折线，再用混凝土抹成圆滑的曲线。
　　(3)漏斗壁钢板的铺设。漏斗钢壁共由8块钢板圆台组成，设计时给出每块钢板的详细展开图，按双曲线要求在地面卷板成型、试装、校正，再根据现场装运条件分割并作标记运至现场组装焊接打光。

5　结语
　　该煤仓于1998年10月建成并投入使用，效果良好。通过该煤仓的设计与施工，有以下几点体会：
　　(1)大容量煤仓能够调节矿井生产能力小而采区生产能力大之间的矛盾，有利于矿井生产能力的充分发挥。
　　(2)双曲线漏斗是防治煤仓起拱堵塞的良好手段，再配以定期放空气炮清仓效果更佳。而钢漏斗又大大提高了斗口的强度。设计时，如果将钢漏斗组成块段的高度再分小些，取200 mm(原双曲线钢漏斗总高度不变)，双曲线效果会更好些。
　　(3)加强管理，杜绝杂物、大块煤矸石入仓。初期，上口曾发生大块杂物堵仓事故。
　　(4)因工期、材料供应等原因，未施设缓冲台及煤位计探头，建议今后增设。

作者简介：李爱民，工程师，1990年毕业于山东矿业学院采矿工程专业，曾在有关杂志上发表论文多篇，现在徐州矿务集团三河尖矿总工办工作。地址：江苏徐州市，邮码：221613。
作者单位：徐州矿务集团三河尖煤矿