摘 要:介绍了济宁二号煤矿箕斗装载硐室施工方案及技术。通过合理优化施工方案,缩短建井总工期131 天。施工中采用的新设备和新技术为施工方案的实施提供了保障。
关键词:箕斗装载硐室; 井筒; 爆破; 支护
0 工程及地质概况
济宁二号煤矿位于济宁煤田东部,设计年产原煤400 万t ,立井开拓方式,第一水平为- 555 m。主井全深642181 m( + 38～ - 604. 81 m) ,直径6 m ,设有一套34 t 箕斗,单面受煤装置。箕斗装载硐室位于井筒- 5501751～ - 5701806 m ,全高201055 m ,钢筋砼结构,最大跨度616 m ,掘进断面积918～4414 m2 ,掘进体积73614 m3 ,砼消耗22613 m3 ,配置钢筋22 320. 5 kg ,预埋钢材438. 25 kg ,顶部呈半圆拱形。清理撤煤漏斗位于主井底部- 604. 81～ - 614. 293 m ,素砼结构,外部钢砂砼抹面,掘进体积162. 8 m3 ,砼消耗26. 9 m3 ,铁钢砂砼7. 1 m3 。箕斗装载硐室所穿岩石为中砂岩、粗砂岩、泥岩和煤3下。砂岩主要成分为石英,呈灰白色,硬度系数f = 8～10 。泥岩含粉砂岩及少量细砂岩,灰黑色。煤3下块状,岩性致密,较硬,含黄铁矿。煤及
泥岩占总厚度的70 % ,节理发育。根据其它工程揭露岩层情况,本系统工程涌水量不大。工程下部已施工完,对岩层赋水起了一定的疏干作用,加之施工前已在井筒中打了一直径
112 m的钻孔泄水,所以岩层涌水对本工程施工影响不大。
1 施工方案
主井- 555 m 水平以下深度59 m(包括撒煤漏斗) ,为尽快完成主副井贯通,转入平巷施工以节约关键路线工期,经比较施工方案确定为:主井施工至箕斗装载硐室下部( - 555 m 水平以下12 m) ,箕斗装载硐室位置砌砖预留,然后进行临时罐笼提升改绞,剩余井筒及清理撒煤漏斗共47 m 同箕斗装载硐室一起,待副井永久装备完毕投入正常运行,主井停止临时提升,进行永久井塔施工时,平行施工。此时,主井底清理撒煤硐室等工程已掘砌完毕,利用天井钻机在井筒中心打一<1. 2 m钻孔,作为溜矸泄水孔,在- 525 m 回风水平南翼回风大巷和主井间联
络巷内安设绞车作为施工期间临时提升绞车。
2 施工设施及顺序
(1) 施工设施。①井口保护盘:设两道,位于井口下10 m 处,间隔3 m ,为钢木混合结构,中间留有通风孔。②- 525 m 水平保护盘:位于该水平联络巷顶板以上1 m 处,结构同井口保护盘。③天轮平台:位于- 525 m 水平联络巷底板处,为钢结构,上设提升天轮1 个,并做稳绳的固定端。④- 555 m水平封口盘:位于主井马头门底板水平;箕斗装载硐室楼板施工后作为封口盘的一部分,东侧用钢梁铺板与马头门相接。⑤底部稳绳梁:位于箕斗装载硐室检修通道以下2 m 处,用28 号工字钢制作;该稳绳梁未安装、稳绳没有使用时, - 525 m 水平提升绞车不能使用,人员通过软梯上下。⑥提升设备:提升绞车选用1200/ 1030 型单筒卷扬机, 提升容器为
0. 5 m3矸石吊桶。
(2) 施工顺序: ①拆除主井内临时提升及管路设施,安装井口保护盘、天轮平台及提升绞车。②清理仰井淤泥。③安装天井钻机打钻扩孔。④在主井底清理撒煤沉淀池安装耙矸机。⑤按箕斗装载硐室的机头硐室荒断面刷大主井西马头门并进行临时支护。⑥刷掘定量仓室并进行临时支护。⑦永久支护箕斗装载硐室定量仓室、楼板、机头硐室。⑧安装
- 555 m 水平封口盘。⑨掘进溜槽室及检修通道。⑩溜槽室及检修通道永久支护。lv 掘进井筒2～3 m。lw安装稳绳梁及稳绳。lx掘砌剩余井筒及清理撒煤漏斗。ly拆除井筒内施工设施。
3 施工技术
(1) 钻眼爆破:掘进刷大采用普通钻爆法按光爆要求施工:3 台YT - 27 型风钻分区平行打眼,爆破用2 号煤矿硝铵炸药、毫秒电雷管、电容式发爆器。炮眼平行于井筒方向,沿井筒半径方向逐层起爆。箕斗装载硐室上室分两次,一次五段爆破;下室一次五段爆破;井筒一次五段爆破。
( 2 ) 装岩出矸: 耙斗式装岩机安装在- 618. 893 m水平清理撒煤斜巷沉淀池处,爆落矸石装入矿车经清理撒煤斜巷绞车提至车场大巷。
(3) 防水和排水:井筒淋水通过- 525 m 水平保护盘和- 555 m水平井壁设截水槽集水排至井底车场,施工乏水及下段井筒淋水经溜矸孔泄入清撒系统水仓排出。
(4) 压风供水:压风用<50 mm 胶管直接供至工作面分风器。压风管用<8 mm 钢丝绳固定于
- 555 m水平封口盘上,待箕斗装载硐室底部稳绳梁使用后,上段风管固定在稳绳梁上,下段仍用<8 mm钢丝绳悬挂。供水管用<25 mm 胶管,固定方式同压风管。
(5) 照明:采用3 盏KB - G125 投光灯,每个工作人员均自备矿灯。
(6) 信号通讯:信号采用转发式,由工作面至封口盘,再由封口盘转至绞车。
(7) 溜灰管:设两趟<159 mm 钢管,底部挂竹节溜子,溜灰管用<15. 5 mm 钢丝绳悬吊于封口盘上。
(8) 通风:除放炮外,均用自然通风,放炮后用11 kW局扇进行压入式通风。封口盘上设一金属风筒短节,胶质风筒通过金属短节用<8 mm 钢丝绳悬吊,下端固定在井壁上,不通风时铁风筒口用盖板盖严。
(9) 临时支护:箕斗装载硐室拱部采用锚网喷,其它采用锚喷。井筒短段掘砌不设临时支护。
(10) 永久支护:箕斗装载硐施工分两部分进行永久支护,定量仓室、机头硐室为一段,溜槽室、检修通道为一段。直墙部分采用钢模板;拱顶和楼板采用木模板;脚手架使用<50 mm 钢管架设。砌筑楼板时,由于施工荷载较大,为防止楼板下沉,在其底部预埋4 根28 号工字钢梁,作为模板的支撑钢梁,待拆模时一同拆除,钢梁间距2～2. 5 m。
(11) 泄矸孔防漏:泄矸孔除泄矸和放炮外均用铁篦子盖严。铁篦子用<20 mm 圆钢焊成,直径2 m ,网格100 mm ×100 mm。使用铁篦子时应先将铁篦子提起(不提出封口盘) , 放炮通风后, 松至溜矸孔。
(12) 泄矸孔防堵:实行密集打眼,浅孔爆破,炮眼布置要均匀,眼底落在同一水平上。每次放炮前,泄矸孔底部沉淀池内矸石必须出净,矸石出不净不准放炮。放炮后如有大块矸石,须经破碎后再送至泄矸孔。
4 施工效益
(1) 本套工程采用了与主井井塔平行作业的施工方式,工程工期131 d ,即实际缩短矿井建设总工期131 d。
(2) 本工程成功地应用了光面爆破技术及二次支护技术,把临时支护作为永久支护的一部分。既允许围岩产生一定量的变形,释放一定能量,同时又有效地限制了围岩产生过大的移动,从而有效地保证了工程质量。
(3) 剩余井筒成功地使用了槽钢井圈组合模板,具有防崩、便于组装、便于整形、便于加工、不用专门悬吊、能够任意组合等优点。在采区煤仓、溜煤眼等工程中推广使用有重要的现实意义。
(4) 由于采用天井钻机打了泄水溜矸孔,工作面不需要直接排矸排水,既改善了作业环境,减轻了劳动强度,又加快了施工速度,提高了工程质量,箕斗装载硐室施工完成后一次通过验收并被集团公司评为优质工程。
