井下煤仓快速加固措施的应用

    摘要：本文阐述了井下煤仓破坏的主要原因及危害性，详细介绍了煤仓快速加固的施工方法、支护材料以及工艺流程和安全措施。结果表明，该项技术取得了良好效果，具有重要的推广应用价值。
关键词：井下煤仓 快速加固；措施；应用
 0 引言
    煤仓是井下运输系统中的关键环节，是特殊硐室，受地质条件和采动影响很大，尤其是布置在高地应力软弱岩层及含、渗水岩层中，煤仓壁更易变形破坏，而煤仓的特殊结构和用途，使其具有易坏难修和影响生产时间长、频率高等特点。所以研究探索一种快速适用的煤仓加固措施是各个矿井的共同难题。
 1 基本概况
    徐矿集团庞庄煤矿是年产二百多万吨的大型矿井，近年来随着矿井可采资源的枯竭，采区范围不断在收缩，采区煤仓受采动和浸水影响破坏很大。修护工区负责全矿井的井巷工程的维修工作，在长期的施工中形成了一套成熟的煤仓加固技术。现以庞庄井-520水平西翼采区煤仓为例，简要介绍煤仓的快速加固施工工艺及注意事项。
该仓为垂直式圆筒煤仓，直径 5 m，垂深20m，采用锚网喷联合支护。担负着 -520 水平西翼采区煤炭生产运输缓冲任务，其上口为-520水平西翼采区运输上下山，下口为-520水平机轨合一运输大巷。仓壁浆体从上口向下5～13米范围开裂脱落，局部形成槽沟形成加速破坏趋势，加之采区涌水从脱落处渗入仓内，经常造成窜楼堵楼，给安全生产带来重大隐患。
 2 破坏原因分析
   2.1 地质构造的影响 煤仓位于向斜轴部，受构造应力的作用，次生裂隙比较发育，导水性强。仓体围岩受裂隙切割和浸水后，仓壁支护体处于塑性变形区，岩体强度和自承能力显著下降。
   2.2 回采动压作用 煤仓附近向斜两翼工作面已回采，仓体围岩受工作面开采形成移动支承压力多次叠合作用导致仓体出现严重变形破坏。
   2.3 设计支护强度低、施工工程质量差 设计上选用锚杆强度、长度和直径较小，锚杆间排距较大，金属网钢筋直径较小；施工中存在网压茬联结不牢、锚杆安装角度不规范、喷浆厚度不够等问题。
 3 加固措施
   3.1 施工方法 在仓壁开裂片帮及开槽沟处按从上往下的顺序重新全断面打锚杆、挂金属网、压钢筋梯子梁、托盘支护，再全断面套25U型钢棚联合支护，棚子用铁橛子外压卡兰固定，然后在开槽沟较深处支模板浇注砼，后在棚、网外喷砼形成一个支护整体。
   3.2 支护材料及技术参数
   3.2.1 锚杆：Φ22mm，L=2400mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆。间排距800×800mm，每圈18根，锚杆与仓壁垂直，锚杆外露10-40mm。锚固剂为CK2350型树脂药卷，每孔一卷。托盘规格为：长×宽×厚＝140×140×10(mm)碟形托板。
   3.2.2 金属网采用Φ12mm钢筋电焊而成，规格：长×宽=2500×900mm，网孔@100×100mm，网沿井壁横向压茬铺设，网与网之间压茬100mm，并每隔200mm用10#铁丝联结牢固。
   3.2.3 钢筋梯子梁：采用Φ12mm圆钢，宽为60mm，长3500mm(5个眼孔)，眼距中-中800mm。
   3.2.4 钢棚选用25U型槽钢，每棚5节，每节长L=3230 mm，曲率半径R=2250 mm，相互搭茬0. 4m，每个搭茬处用2副卡兰卡牢，棚距0.8m。固定铁橛子为直径Ф=25mm，末端带丝扣的A3圆钢，树脂锚固剂全长锚固，两根一组外套卡兰卡紧25U型钢梁，每根梁两组。
   3.2.5 铁橛子用Φ25mm，L=1400mm的A3圆钢加工，末端带有丝扣、螺母。用CK2350型树脂药卷全长锚固。
   3.2.6 喷砼：料配比为水泥：沙子：石子=1：2：2，水灰比0.4-0.45，速凝剂掺量为水泥重量的5%，水泥采用硅酸盐水泥，标号不低于425#，砂子、石子必须清洗。喷厚不超过100mm，砼强度不低于C20。
   3.3 施工工艺 施工工艺为：找掉开帮变形脱落的浆体→打锚杆眼→注树脂锚杆、挂钢筋网、压钢筋梯子梁、上托盘螺母→打铁橛子眼→用树脂锚固剂锚固铁橛子→安装 U型圈梁→用卡兰螺母将其固定→在开槽沟处浇灌砼→整体喷浆。
   3.4 特殊施工安全措施
   3.4.1 施工前把煤仓周围 5m范围内的浮矸、浮煤等杂物清理干净，找净巷道顶帮的活矸危岩，加固巷道支护。
   3.4.2 煤仓上口用厚 80 mm的木板封严 ，板与板用钯钉联成整体，板与锁口梁用8＃铁丝双股捆扎牢固，上口仅留出供人员上下的通道，通道内安设钢丝绳软梯，并设专人警戒。
   3.4.3 施工前，将仓内煤炭放至需要修护的高度，在煤炭上铺50mm厚的木板，人员站在木板上施工，木板随施工进展煤仓放煤下移。
   3.4.4 人员在仓内施工或通过软梯上下时，必须系好个人专用保险绳、戴好保险带，保险绳用直径不小于Φ15.5mm棕绳，保险带牢固系在保险绳上，保险绳牢固地系在煤仓上口钢梁上，煤仓上口设专人用保险绳牵引工作人员上下。
   3.4.5 施工时，用11KW局扇向仓内供风，并有专职瓦斯检查员检查仓内有害气体和氧气浓度。
   3.4.6 施工时，煤仓上口皮带运输机开关断电、闭锁；下口放煤用电话联系控制，放煤时仓内不得有人。
 4 结语
   本次煤仓修护利用矿井集中检修时间，不影响矿井的正常生产；矿井检修停产前，将所有材料运至现场附近备用，共修护长度10米，仅用了两天时间，比计划提前3天；修护后至采区结束近两年时间里此煤仓一直保持正常使用，未发生影响生产和安全的事故；此施工方案在其它采区煤仓也进行了成功应用。此煤仓快速加固措施是成功的，并可以推广应用。