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浅谈井底煤仓的设计与施工

日期：2015-6-24 14:39:56　来源：转载　浏览数：
　

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1· 设计依据
    井底煤仓的设计主要考虑矿井生产能力，服务年限，煤仓及装载硐室所在部位的地质资料（包括水文地质）、主井井筒布置及装备、井田内煤种牌号及装运要求、主井井底机械设备，井底检修设施及煤位信号设备布置等因素，同时遵守相关规定。
    2 ·煤仓设计
    2． 1 煤仓形式
    井底煤仓主要有直立煤仓和倾斜煤仓两种形式。直立煤仓容量大，受力条件好，施工、维修简便，适应性强，仓帽及底部斗口施工较复杂。倾斜煤仓上口施工、安装较简单，煤仓的施工维修较复杂，其倾角不小于60°，多用于围岩较好的中、小型矿井。李阳煤业矿井设计生产能力为300 万t ／ a，考虑到井下布置限制和设备购置费用，水平煤仓不宜采用。结合井底条件，决定采用直立煤仓。
    2． 2 煤仓断面形状
    煤仓按断面形状分有圆形、矩形及半圆拱形3种。圆形煤仓承压能力强，施工、维护简便，适用于直立煤仓，目前普遍采用。
    该矿大巷及主斜井均采用带式输送机运输，故设计一个圆形直立煤仓，采用水平上装载方式布置。
    2． 3 煤仓容量、断面积及高度
    煤仓容量大小与井下运输方式、煤仓上口来煤量、运输设备提升能力等有直接关系，合理的煤仓容量应能对运输系统真正起到调节作用。
    直立煤仓断面可先根据设计容量和初步确定的有效高度、煤仓数量计算出来，接着再考虑各种因素调整煤仓直径及有效高度，最后确定净断面积。井底煤仓的设计容量可按下式计算
    Qmc ＝（0． 15 ～ 0． 25）Amc
    式中Qmc———井底煤仓有效容积，t；
    Amc———矿井设计日产量，t；
    0． 15 ～ 0． 25———系数，大型矿井取小值，中型矿井取大值。
    结合李阳煤业实际情况设计的井底煤仓容量为1 800 t，剖面图如图1 所示。

    2． 4 煤仓防堵措施
    合理选择径高比，煤仓直径与高度之比宜在0． 22 ～ 0． 42 之间。该矿径高比为0． 27；下部收口设计为双曲线漏斗，越接近漏斗底部的斗壁倾斜角越大，斗形符合煤的流动规律，从而起到防止煤流堵塞的作用；空气炮清堵，利用空气炮冲击力破坏拱的平衡，使煤粒易流动；采用压气破拱装置，并设置螺旋中部槽减少煤仓上口煤的自由落体高度。
    3· 煤仓结构及支护
    3． 1 上口结构
    煤仓上口多为圆锥台形，断面较大。为保障上口安全，在中央留出溜煤口外并用栅栏围好，其余外围须用工字钢铺底。两端采用混凝土浇筑，预埋长度不小于250 mm，待煤仓施工完毕后进行安装并浇筑。上口设300 mm × 300 mm 孔眼铁篦子，以防止大块煤矸或人员落入煤仓。
    3． 2 煤仓支护
    煤仓永久支护多采用混凝土浇筑，壁厚300 ～500 mm，亦可采用锚喷支护，喷厚一般在150 mm。该煤仓采用锚杆和钢筋混凝土联合支护的方式。按仓身轮廓布置20 mm，长2 000 mm 的螺纹钢锚杆，间排距为1 000 mm × 1 000 mm，锚杆外露200 mm，浇筑厚度500 mm，混凝土强度为C30。
    3． 3 下口结构
    为防止堵仓事故的发生，设计采用双曲线漏斗。漏斗为钢筋混凝土结构，漏斗与仓壁的交接处应设置环梁，并在下料口设置支撑梁，仓底采用柱与筒壁联合支撑结构。煤仓下口为装载硐室，采用受力性能好的拱形顶。
    3． 4 煤仓铺底
    直立煤仓的漏斗斜面应采用光滑、耐磨材料铺底，以减少维修量，防止堵仓事故。铺底材料有铁屑混凝土、石英混凝土、钢板、铸铁块等，该矿采用铁屑混凝土铺底。给煤机硐室采用钢筋混凝土支护，双面钢筋，受力钢筋直径16 mm，间距200 mm，分布钢筋直径9 ～ 12 mm，间距250 mm，混凝土强度等级C20—C30，拱璧厚400 ～ 500 mm。浇筑时，可采用棚架配合模板进行支护。
    4· 煤仓施工
    煤仓的施工采用先自下向上开掘小反井，再自上向下刷大至设计断面的方法。
    该矿首先用反井钻机钻井开掘直径为1． 2 m 的小反井，后按照煤仓设计规格自上而下刷大断面。由于反井为刷大爆破提供了理想的第二自由面，因而刷大工作面上无须再打掏槽眼。炮眼爆破分两次进行，以形成台阶漏斗形，便于矸石向下溜放。矸石自溜并辅以人工沿台阶漏斗从反井溜放到煤仓下部，下部设1 台0． 6 m3 的耙斗式装岩机，将矸石装入主斜井带式输送机外运。
    采用两掘、一立模、一浇筑的方式施工，一次爆破掘进1． 5 m，循环进度为3 m。因浇筑材料需求量大，若注浆管路沿井筒铺设，则运输距离长，容易发生堵管事故，故从地面向煤仓浇筑硐室打设直径为300 mm 的注浆钻孔，沿钻孔铺设管路，以输送注浆料，在注浆硐室安装高压注浆泵，用来浇筑。砌筑煤仓时采用机械化程度较高的液压滑模技术，用液压起重器作模板提升牵引装置，模板沿直径13． 5 mm的钢丝绳滑升，使用灵活方便，避免了模板的频繁捆绑和拆卸，省工、省料，加快了施工进度，浇筑质量也较好。煤仓掘进至下口5 m 处，采用风镐扩刷，并在下口装载硐室架设工字钢棚进行临时支护。煤仓下口浇筑后为折线形，用钢屑砂浆抹面至双曲线形漏斗，抹浆面厚30 mm。