立式煤仓施工

1立式煤仓快速高效施工技术摘要:LM-120型反井钻机是施工煤仓、倾角大于60°暗斜井的一种新型高效设备。钻机采用全液压驱动,先自上而下形成正导向孔,然后更换大钻头,再由下而上反扩孔。由于凭借反井钻机不能达到工程的设计要求,在反井钻机施工结束后,采用中深孔爆破完成剩余工程:由上向下逐段爆破,中间孔出矸,矿车在施工段底部出矸。该施工方法大大提高了工程的施工安全系数,缩短了施工时间,提高了施工功效。关键词:LM-120型反井钻机;反向刷孔;中深孔爆破;装药结构;炮眼眼距1工程概况我矿3601区以及3604区采区煤仓均采用此方法！3601区煤仓上口位于卸载车场内，底板标高+1.77m,煤仓下口位于转载车场内,顶板标高-59.65m，煤仓设计高度61.42m,直径5.0m;364区煤仓上口位于皮带上山机头内，底板标高+229.5m，煤仓下口位于3604区石门内，顶板标高190.4m，煤仓设计高度39.1m，直径5.0m。根据LM-120反井钻机的技术参数,先自上而下打224mm正导孔,钻杆打透后不直接拔钻,而是把原有的导向孔小钻头取下,换成1200mm的大钻头,然后开动钻机进行退钻,根据退钻的拉拔力由下而上把小的导向孔扩刷成1200mm的大孔。而后,采取中深孔爆破技术由上向下逐段长距离爆破,爆破利用钻机扩刷的孔做自由面增加爆破质量,并利用中间孔出矸;这样既减少了工时消耗又提升了煤仓施工的安全性,从而提前完成了煤仓的施工工作。2反井钻机施工工艺在反井钻机施工前,必须全面检查煤仓上、下口的井巷工程支护情况,确保整个施工过程的安全,并且根据钻机自身的高度、宽度保证有一个足够的巷道空间能顺利施工。煤仓下口(煤仓装车站)巷必须保持安全畅通,并设专人站岗,施工过程中人员不得在煤仓装车场停留。钻机工作原理如图1所示。2图1钻机工作原理示意(1)钻机基础的施工。测量人员在给出煤仓施工的中心线后,应按照钻机本身要求的技术参数施工钻机基础。钻机基础的施工技术要求较高,其施工质量直接影响成井质量。钻机基础宽2.5m,长5.0m,厚600mm。基础上铺设轨道,轨道面必须保持水平。(2)由上向下打导向孔。待钻机稳固环节的准备工作完毕后,开始打导向孔。刚开始打钻时必须放慢速度,防止钻头跑偏,当钻头打入岩体200mm后再逐渐加快速度;导向孔的直径224mm,打孔采用水排粉,随排水沟流走。当导向孔与煤仓底部煤仓装车场打透后方可停止,进入下一阶段。(3)由下向上扩孔。在煤仓装车场(导向孔透点)拆掉导向孔小钻头,换扩孔大钻头,并检查是否牢固。在确认牢固可靠的前提下方可开始自下而上扩孔。扩孔破岩石时,产生的岩渣在重力作用下落入煤仓装车场,扩孔过程中严禁在煤仓装车场出碎渣。(4)收尾。施工结束后,安排专人把施工的钻孔用钢网罩住,并设警示牌,然后清理打钻时的后路,为下步的扩刷成型煤仓做准备工作。3中深孔爆破施工(1)爆破眼的选取和间距。由于反井钻机的施工成果就不需要再布置掏槽眼,直接布置辅助眼和周边眼即可。合理的炮眼间距应保证炮眼间贯通裂隙完全形成。综合考虑爆炸应力波和爆生气体在贯通裂隙形成过程中的作用,周边炮眼间距E可根据下列公式求算:E=2Rk+2Pb/StPb=Pk(Pc/Pk)4/9(Vc/Vb)4/3Pc=ρ0D2/8式中,Rk为破裂区半径;St为岩石抗拉强度;Pb为爆生气体充满炮眼时的准静压力;Pk为爆生气体膨胀过程中的临界压力,近似计算可取Pk=200MPa;Pc为爆生气体初始平均压力;Vc为装药体积;Vb为炮眼体积;ρ0为炸药密度;D为炸药爆速。根据煤矿的实际地质条件及公式推导计算,可得出爆破参数(图2)。(2)施工方法。从上向下采用托盘送药。托盘采用70mm圆形钢板,并在钢板周围打5mm孔用于固定铁丝。装药每眼4卷为1扎,每孔装5扎,最上方的1扎药作为引药。引药采用3段雷管,1圈1段,同圈内每孔引药使用2个雷管。装药,首先将用14#铁丝固定好的托盘送入钻孔,装入炮泥,捆扎好药卷,引药,最后装炮泥;然后将托盘炸药送入钻孔指定位置,边下放托盘,边下放放炮雷管脚线,其脚线接头必须连接良好并用绝缘胶布包好。按上述方法将其他炮眼装药,完成3装药工作。装药工作完毕后进入爆破工作,爆破采用并联一次性起爆。每次爆破后检查井壁成型情况,若成型符合设计要求标准,再进行下次爆破工作。图2中深孔爆破炮眼布置示意最后3m一次爆破贯通,其装药量增加1扎,装药结构、起爆顺序不变。每次爆破后,及时清理翻井下方的矸石,不准堵塞翻井。一次爆破后及时找净周围活岩,然后挂网喷浆,喷浆厚度80mm,防止岩石风化,待二次浇筑成型。(3)浇筑收尾。按设计要求安设模板,浇筑混凝土,到达溜煤嘴下部时暂停浇筑,用钢板按设计焊接圆锥溜煤嘴,焊接一段浇筑一段,直至扇形钢板焊接成型且与煤仓圆周一致,并在其后浇筑混凝土。4结语LM-120型反井钻机在施工中具有钻井工艺简单、施工安全可靠、人员使用少、成井速度快等特点,能够有效降低施工危险性。该钻机的应用极大地缩短了煤仓的开挖工期,并且创造了较好的工作环境。而中深孔爆破技术的现实应用相对减少了施工所需的辅助作业时间,降低了材料消耗,功率高,而且减轻了工人的劳动强度,与目前煤矿建设发展相适应,因而被认为是加快掘进速度最有效的技术手段之一,也是目前岩巷掘进爆破的发展方向。二者的有机结合,加快了煤仓的施工进程,提高了施工的安全性,也在一定程度上保证了煤仓的成型效果,仅用11d的时间16m的煤仓前期主体工作就圆满结束了。这两项技术在煤仓施工中起到关键作用。