摘　要　陳四樓煤礦利用煤科總院北京建井研究所與常州煤礦機(jī)械廠共同研制生產(chǎn)的LM－120型反井鉆機(jī)施工采區(qū)煤倉，取得較好效果。實(shí)踐證明，該機(jī)在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　關(guān)鍵詞　反井鉆機(jī)　煤倉　應(yīng)用

1　工程概況

　　陳四樓煤礦北四采區(qū)煤倉（圖1）上口位于北四采區(qū)皮帶下山機(jī)頭硐室內(nèi)，煤倉下部與北翼皮帶運(yùn)輸大巷給煤機(jī)硐室相連接。

 

圖1　北四采區(qū)煤倉剖面

　　該煤倉上口設(shè)計(jì)標(biāo)高為－404．430m，下口設(shè)計(jì)標(biāo)高為－432．485m，煤倉高度為28．055m。整個(gè)煤倉由上口、倉帽、倉體和漏斗4部分組成，煤倉上口設(shè)計(jì)凈直徑為3m，倉體設(shè)計(jì)凈直徑為6m，壁厚均為400mm，混凝土標(biāo)號(hào)為C20。

2　地質(zhì)條件

　　北四采區(qū)煤倉所揭露的巖層主要為砂巖、泥巖和二2煤層，巖層傾角16°，層理、節(jié)理較發(fā)育，f＝4～6，圍巖較破碎；二2煤層厚度約2．5m，煤質(zhì)松軟，無瓦斯，煤倉圍巖局部有淋水現(xiàn)象。

3　采區(qū)煤倉施工

　　因?yàn)楸彼牟蓞^(qū)煤倉施工前，皮帶下山機(jī)頭硐室和北翼皮帶動(dòng)輸大巷已施工，所以采區(qū)煤倉采用LM－120型反井鉆機(jī)先鉆φ1．2m導(dǎo)硐后，再用光面爆破由上向下刷大的施工方法（圖2和附表）。

 

圖2　煤倉反井刷大炮眼布置

附表　煤倉反井刷大爆破參數(shù)

炮眼編號(hào) 爆破順序 眼數(shù)/個(gè) 跟距/mm 角度(°) 眼深/m 每個(gè)炮眼裝藥量 炮泥長度/mm 聯(lián)線方式

1～12 I 12 680 90 1.2 0.65 600 串并聯(lián)

13～30 II 18 698 90 1.2 0.65 600 串并聯(lián)

31～54 III 24 707 90 1.2 0.65 600 串并聯(lián)

55～100 IV 46 450 90 1.2 0.30 600 串并聯(lián)

合計(jì) 　 100 　 　 　 48.9 　 　

3．1　利用LM－120型反井鉆機(jī)施工煤倉反井

　　根據(jù)采區(qū)煤倉的技術(shù)特征及地質(zhì)條件，煤倉施工選用了LM－120型反井鉆機(jī)。根據(jù)該鉆機(jī)的技術(shù)性能及特點(diǎn)，首先在北四采區(qū)皮帶下山機(jī)頭硐室內(nèi)安裝該鉆機(jī)，經(jīng)調(diào)試、試運(yùn)轉(zhuǎn)后，根據(jù)測(cè)量標(biāo)定的采區(qū)煤倉上口十字中心線，利用LM－120型反井鉆機(jī)自上向下施工1個(gè)φ244mm導(dǎo)向孔至煤倉下部北翼皮帶運(yùn)輸大巷頂板，并與其貫通；然后將反井鉆機(jī)小鉆頭卸掉，換上φ1．2m的擴(kuò)孔鉆頭由下向上擴(kuò)孔至上水平。該孔可用于煤倉擴(kuò)刷時(shí)的排矸、排水和通風(fēng)。

3．2　煤倉的刷砌施工

　　當(dāng)采區(qū)煤倉利用LM－120型反井鉆機(jī)貫通上下水平巷道后，再由上向下采用光面爆破法全斷面按煤倉設(shè)計(jì)規(guī)格短段擴(kuò)刷施工，每次擴(kuò)刷高度為2m，并及時(shí)打錨桿噴混凝土進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，防止片幫。錨桿為φ16mm×1．8m的鋼筋樹脂錨桿，間排距為800mm×800mm，當(dāng)遇到二2煤層或圍巖松軟、破碎時(shí)，及時(shí)加掛金屬網(wǎng)。金屬網(wǎng)規(guī)格為1m×1 m，網(wǎng)格為100mm×100mm，由φ6．5mm的鋼筋焊接而成，金屬網(wǎng)搭接長度為100mm；噴混凝土厚度為100mm。

　　首先完成煤倉上口和倉帽部分的刷砌施工，之后在其上面安裝封口盤，盤面上設(shè)有提升、風(fēng)管、水管、溜灰管、噴漿管及人行梯等孔口，同時(shí)在煤倉上口機(jī)頭硐室內(nèi)安裝1臺(tái)φ800mm的絞車，通過預(yù)埋在煤倉上口機(jī)頭硐室內(nèi)的兩根18號(hào)工字鋼梁上安設(shè)的φ600mm的天輪提升1m3吊桶上下機(jī)具和材料，人員則沿鋼絲繩軟梯上下；然后刷砌施工煤倉倉體部分、給煤機(jī)硐室；最后刷砌施工煤倉漏斗部分。

　　在整個(gè)煤倉的擴(kuò)刷施工中，打眼前須用1個(gè)自制的φ2m的鐵篦子蓋嚴(yán)φ1．2 m煤倉導(dǎo)硐孔，并鋪設(shè)厚50mm木板，防止人員墜入，確保施工安全。放炮前，由φ800mm絞車將自制鐵篦子提高到安全位置；放炮后，待大部分矸石經(jīng)φ1．2m導(dǎo)硐自溜到下水平北翼皮帶運(yùn)輸大巷給煤機(jī)硐室后，下放鐵篦子將φ1．2m導(dǎo)硐孔蓋住，人工將未溜盡的矸石攉入導(dǎo)硐溜放到皮帶運(yùn)輸大巷給煤機(jī)硐室，最后由安裝在皮帶運(yùn)輸大巷給煤機(jī)硐室內(nèi)的0．6m3扒斗裝巖機(jī)將矸石裝入礦車運(yùn)走。煤　　倉施工中的淋水或水管跑漏水流入皮帶運(yùn)輸大巷內(nèi)永久水溝排走。

　　煤倉澆筑施工用混凝土由安裝在機(jī)頭硐室內(nèi)的攪拌機(jī)攪拌好，并由煤倉上口經(jīng)溜灰管和溜灰活節(jié)管下送至煤倉砌筑工作面模板內(nèi)。

4　技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

　　（1）陳四樓礦北四采區(qū)煤倉原計(jì)劃施工工期為35d，由于采用了LM－120型反井鉆機(jī)施工，與采用普通法、爬罐法施工相比較，提高了機(jī)械化程度，掘進(jìn)工效提高2倍，實(shí)際施工工期僅為21d，比原計(jì)劃工期提前了14d，加快了采區(qū)煤倉施工速度。

　　（2）煤倉施工采用LM－120型反井鉆機(jī)先鉆φ1．2m溜矸泄水孔，而后采用鉆爆法自上而下刷大成倉的方法，與普通法施工比較，降低了施工難度，提高了爆破效率，節(jié)約了大量的輔助時(shí)間和設(shè)備，經(jīng)測(cè)算，節(jié)省投資約10％，成本降低約28％。

　　（3）由于采用反井鉆機(jī)施工煤倉為機(jī)械破巖，避免了采用普通鉆爆法施工對(duì)圍巖的擾動(dòng)和破壞，鉆擴(kuò)的溜矸孔壁光滑，有利于通風(fēng)、排水和溜矸。根據(jù)《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，利用LM－120型反井鉆機(jī)施工的陳四樓礦采區(qū)煤倉被礦區(qū)質(zhì)監(jiān)站評(píng)定為優(yōu)質(zhì)單位工程。

5　幾點(diǎn)體會(huì)

　　（1）由于采區(qū)煤倉施工首先利用LM－120型反井鉆機(jī)施工1個(gè)φ1．2m導(dǎo)硐與下部皮帶運(yùn)輸大巷貫通，從而減少了在采區(qū)煤倉刷砌施工中排水、排矸、通風(fēng)等設(shè)施和環(huán)節(jié)，加快了煤倉的施工速度，降低了工程成本。

　　（2）由于施工了導(dǎo)硐孔，從而增加了煤倉擴(kuò)刷時(shí)光面爆破的自由面，大大提高了光爆效果，降低了炸藥和雷管等材料消耗。

　　（3）利用反井鉆機(jī)施工采區(qū)煤倉，改善了工作面的作業(yè)環(huán)境，提高了機(jī)械化程度，提高了工作效率，從而縮短了采區(qū)煤倉施工工期。

　　（4）在認(rèn)真總結(jié)首次利用LM－120型反井鉆機(jī)施工陳四樓礦北四采區(qū)煤倉成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又用同樣方法成功地為車集礦北風(fēng)井施工了12采區(qū)煤倉，也收到了良好的效果，工程質(zhì)量全優(yōu)。現(xiàn)正利用該反井鉆機(jī)施工車集礦主井井底φ8m的豎直圓筒煤倉。

　　（5）實(shí)踐證明，利用反井鉆機(jī)施工煤倉具有機(jī)械化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、安全可靠、速度快、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)上是合理的，在條件適宜時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用。