煤仓施工的优化设计应用论文
摘要:介绍了微山湖矿业集团崔庄煤矿四采区煤仓在优化设计方面采取的措施，经过对煤仓一系列的优化设计，降低了施工的难度，提高了施工速度。微山湖矿业集团崔庄煤矿四采区煤仓方案设计为同类型煤仓工提供丰富的实践经验。
关键词:大坡度；倾斜巷道；应用
微山湖矿业集团崔庄煤矿位于滕南煤田南部，属国有地方煤矿。矿井设计生产能力60万t/a，2005年核定生产能力120万t/a，中央并列式通风，矿井前期开采二迭系山西组3煤，其中3上煤平均厚4.09m，3下煤均厚3.51m。
1概况
崔庄煤矿四采区煤仓上口位于四采区运输下山机头硐室内，下口位于一水平运输大巷，煤仓整体布置3下煤层底板岩石中。根据四采区地质和煤层赋存情况，采煤工作面采用综采、综采放顶煤工艺开采。为了满足四采区的生产系统，提高煤质管理，实现煤、矸分装、分运，并作为四采区煤、矸的临时储存，四采区煤仓采用双仓布置，2个煤仓间距800mm，单仓直径6m，煤仓深度27.3m，单仓容量965.6t。煤仓为双仓，单仓仓身断面形状为圆形。煤仓仓身深度为21.3m，二次锚网喷支护喷厚为200mm。荒径为6.4m，净径为6m,断面积：S荒=30.144m2，S净=28.26m2。
2优化设计
2.1存在问题
（1）煤仓使用混凝土浇筑支护，工序复杂，劳动强度大，施工进度慢。
（2）下锁口结构复杂，工艺繁琐，施工难度大，要求精度高，不易掌握，效率低，工期长。
（3）2个煤仓中间墙体宽度大，劳动强度大，施工进度慢。
2.2优化设计
针对以上问题，根据现场实际条件及现有施工技术，对原设计煤仓作了优化。
（1）根据现场揭露的岩层，煤仓位于中粗粒分界砂岩和砂页岩内，硬度4～6。岩层比较稳定，决定将浇注混凝土支护改为锚喷支护。采用φ20mm×3000mm左旋螺纹钢锚杆，间排距800mm×800mm,允许偏差±100mm,锚固长度1000mm；锚索型号为SKP17.8×1/1860，锚索长度为6m，间排距1600mm×1600mm，允许偏差±100mm，锚固长度1500mm，锁具外锚索外露部分应散开与二层网连接；金属网使用6号钢筋经纬网；喷浆混凝土强度C20，厚度200mm。
（2）下锁口为一长方形倒台漏斗结构。漏斗侧面倾角为60。初喷混凝土的强度等级不得小于C20，以封闭围岩为准。采用初喷临时支护时，喷射范围必须覆盖掘进区域，不得有岩石裸露。原设计内侧面铺设钢板作为耐磨层，现改为铺设钢砂为耐磨层。
（3）原设计2个煤仓中心距7m，为减少工程量和施工难度，煤仓中心距调整为6.5m中间墙体最窄处由原来的1.2m调整为0.8m，减少了施工难度和工程量。
施工顺序：
（1）四采区煤仓上锁口→煤仓仓身→煤仓下锁口→煤仓中间墙体。
（2）煤仓掘进采用钻爆方法施工，每茬炮的循环进尺为0.8m；采取分次爆破；四采区煤仓岩性较软，应加强煤仓帮部管理，施工前，先按由上向下的顺序对未锚网支护段进行检查，若有危矸活岩，必须及时找掉，确认安全后，方可下一步施工，煤仓采用光爆锚喷向下掘进，根据围岩硬度周边眼距定为400～500mm，周边眼全部予留爆层，眼痕率达到60%以上，掘进过程中要确保巷道质量满足生产技术的要求。
（3）单仓掘进分2次爆破，单仓掘进下部预留有0.8~1.1m的高度不挂网，一次永久支护到2排网后，下部的`矸石不清理，登渣进行上部2排网的二次永久支护。按上面施工工序进行循环施工。合理安排各施工工序，尽量做到交叉及平行作业。
3支护设计
3.1临时支护
（1）初喷混凝土的强度等级不得小于C20，以封闭围岩为准。（2）采用初喷临时支护时，喷射范围必须覆盖掘进区域，不得有岩石裸露。
3.2永久支护
3.2.1仓身采用二次锚网喷+锚索的支护形式
当岩石硬度f≥5时，仓身永久支护为锚网喷支护；当岩石硬度f＜5时，仓身永久支护为锚网喷+锚索联合支护；采用二次支护形式。一次挂网支护并复喷完毕后再次复网喷浆进行第二次支护，保证支护密度均匀。二次永久支护可待一次支护完毕后统一进行。初始安注锚杆应保持锚杆贴岩壁外露200mm，第一次锚杆支护完毕并喷浆后，锚杆头可外露，以便于二次锚杆支护。（1）第一次支护：采用φ20mm×3000mm左旋螺纹钢锚杆，间排距800mm×800mm,允许偏差±100mm,锚固长1000mm；锚索型号为SKP17.8×1/1860，锚索长6m，间排距1600mm×1600mm，允许偏差±100mm，锚固长1500mm，锁具外锚索外露部分应散开与二层网连接；金属网使用6号钢筋经纬网；喷浆混凝土强度C20，厚度200mm。（2）仓身每循环施工深度为800mm，初喷后及时锚网支护。第二次支护在第一次锚网喷的基础上统一进行再次挂网并复喷成巷，防止开裂的喷层坠落伤人。金属网为6号钢筋经纬网，网间压茬不少于100mm。
3.2.2两煤仓中间隔离墙两侧支护
采用φ20mm×3000mm左旋螺纹钢锚杆，间排距400mm×400mm,允许偏差±100mm,锚固长1500mm，锚杆外露700mm,用于后期隔离墙钢筋绑扎。在掘进过程中，隔离墙两侧自煤仓上口地坪面往下每间隔5148mm施工隔离墙墙窝，墙窝规格：净高×净深×净宽=2000mm×2500mm×1000mm，墙窝顶部呈倾斜状，隔离墙墙窝顶及两帮支护锚杆采用φ20mm×1600mm左旋螺纹钢锚杆，墙窝里侧挂设金属网并初喷，防止岩石风化脱落伤人。
4安全技术措施
（1）工作面严禁空帮作业。靠近工作面上端范围内的支护在爆破前必须检查加固。施工中要严格执行“五前二后”敲帮制度，“五前”是指“开工前，钻眼前，支护前，装药前，连线前”、“二后”是指“放炮后，接班后”，“五前二后”各工序前后要及时敲帮问顶，找掉危岩活矸。
（2）掘进中，施工人员应及时找掉开裂的喷层，施工人员选好站位点，观察施工现场仓壁喷层片落情况，特别是在打眼定炮、安注锚杆过程中应及时清除危岩、排除隐患。
（3）每次爆破后，迎头工作人员要等迎头炮烟被吹散视线清楚后，由爆破工、瓦斯检查工和班组长首先巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、拒爆、残爆等情况，并由上向下检查仓壁、锚杆等情况。
5结束语
经过对煤仓一系列的优化设计，降低了施工的难度，提高了施工速度，实际施工工期比原设计预计工期缩短2个月，节省施工材料约300万元。四采区煤仓于2017年5月建成投入使用，监测表明，使用效果良好，满足了生产的需要，提高了单产。同时，安全上并未收到影响。崔庄煤矿四采区煤仓优化设计为同类型煤仓施工提供丰富的实践经验。
参考文献：
[1]煤矿安全规程.
[2]煤矿安全技术操作规程.
[3]采矿工程设计手册.
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