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械廠共同研制生產(chǎn)的LM－120型反井鉆機施工采區(qū)煤倉，取得較好效果。實踐證明，該機在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上是合理的，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　關(guān)鍵詞　反井鉆機　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)皮帶下山機頭硐室內(nèi)，煤倉下部與北翼皮帶運輸大巷給煤機硐室相連接。

 

圖1　北四采區(qū)煤倉剖面

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

　　因為北四采區(qū)煤倉施工前，皮帶下山機頭硐室和北翼皮帶動輸大巷已施工，所以采區(qū)煤倉采用LM－120型反井鉆機先鉆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 爆破順序 眼數(shù)/個 跟距/mm 角度(°) 眼深/m 每個炮眼裝藥量 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 　 100 　 　 　 48.9 　 　

3．1　利用LM－120型反井鉆機施工煤倉反井

　　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。根據(jù)該鉆機的技術(shù)性能及特點，首先在北四采區(qū)皮帶下山機頭硐室內(nèi)安裝該鉆機，經(jīng)調(diào)試、試運轉(zhuǎn)后，根據(jù)測量標(biāo)定的采區(qū)煤倉上口十字中心線，利用LM－120型反井鉆機自上向下施工1個φ244mm導(dǎo)向孔至煤倉下部北翼皮帶運輸大巷頂板，并與其貫通；然后將反井鉆機小鉆頭卸掉，換上φ1．2m的擴孔鉆頭由下向上擴孔至上水平。該孔可用于煤倉擴刷時的排矸、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)計規(guī)格短段擴刷施工，每次擴刷高度為2m，并及時打錨桿噴混凝土進行臨時支護，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，及時加掛金屬網(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，同時在煤倉上口機頭硐室內(nèi)安裝1臺φ800mm的絞車，通過預(yù)埋在煤倉上口機頭硐室內(nèi)的兩根18號工字鋼梁上安設(shè)的φ600mm的天輪提升1m3吊桶上下機具和材料，人員則沿鋼絲繩軟梯上下；然后刷砌施工煤倉倉體部分、給煤機硐室；最后刷砌施工煤倉漏斗部分。

　　在整個煤倉的擴刷施工中，打眼前須用1個自制的φ2m的鐵篦子蓋嚴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輸大巷給煤機硐室后，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)硐溜放到皮帶運輸大巷給煤機硐室，最后由安裝在皮帶運輸大巷給煤機硐室內(nèi)的0．6m3扒斗裝巖機將矸石裝入礦車運走。煤　　倉施工中的淋水或水管跑漏水流入皮帶運輸大巷內(nèi)永久水溝排走。

　　煤倉澆筑施工用混凝土由安裝在機頭硐室內(nèi)的攪拌機攪拌好，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)濟效益

　　（1）陳四樓礦北四采區(qū)煤倉原計劃施工工期為35d，由于采用了LM－120型反井鉆機施工，與采用普通法、爬罐法施工相比較，提高了機械化程度，掘進工效提高2倍，實際施工工期僅為21d，比原計劃工期提前了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)約了大量的輔助時間和設(shè)備，經(jīng)測算，節(jié)省投資約10％，成本降低約28％。

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

5　幾點體會

　　（1）由于采區(qū)煤倉施工首先利用LM－120型反井鉆機施工1個φ1．2m導(dǎo)硐與下部皮帶運輸大巷貫通，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，從而增加了煤倉擴刷時光面爆破的自由面，大大提高了光爆效果，降低了炸藥和雷管等材料消耗。

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

　　（4）在認真總結(jié)首次利用LM－120型反井鉆機施工陳四樓礦北四采區(qū)煤倉成功經(jīng)驗的基礎(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)正利用該反井鉆機施工車集礦主井井底φ8m的豎直圓筒煤倉。

　　（5）實踐證明，利用反井鉆機施工煤倉具有機械化程度高、勞動強度低、安全可靠、速度快、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點，在技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上是合理的，在條件適宜時應(yīng)優(yōu)先采用。