摘要：提高煤質(zhì)是對(duì)煤炭企業(yè)有著重要的意義。楊河煤業(yè)42采區(qū)回采工作面遇到大面積矸石，直接導(dǎo)致煤炭質(zhì)量下降。為提高煤炭質(zhì)量，且保證42采區(qū)煤炭運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)運(yùn)輸不受影響，公司提出了在42采區(qū)皮帶運(yùn)輸巷施工壁龕與矸石倉(cāng)來(lái)進(jìn)行煤矸分流的方案。通過(guò)使用反井鉆機(jī)進(jìn)行快速施工，取得了預(yù)想的效果。

關(guān)鍵詞：滑動(dòng)構(gòu)造 矸石倉(cāng) 快速施工 反井鉆機(jī) 壁龕

楊河煤業(yè)42采區(qū)主要以浮山寨斷層組為主要構(gòu)造：在斷層兩邊以單斜為主，南部發(fā)育滑動(dòng)構(gòu)造，主滑面標(biāo)高94-177m，滑動(dòng)構(gòu)造缺失地層厚度160-320m。主采煤層二1煤層在首采工作面部分滑失，致使回采工作面遇大面積矸石。所以42采區(qū)煤矸分運(yùn)成為提高公司煤質(zhì)和優(yōu)化煤炭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的必要途徑。為此，我們綜合分析了42采區(qū)的地質(zhì)情況及回采工藝，提出了在42采區(qū)皮帶運(yùn)輸巷施工矸石倉(cāng)的方案，將工作面矸石集中運(yùn)輸，通過(guò)分流系統(tǒng)排入矸石倉(cāng)。矸石倉(cāng)位于井底車(chē)場(chǎng)附近，施工中可能影響車(chē)場(chǎng)運(yùn)輸，且深度大，需穿透多個(gè)巖石層位，所以矸石倉(cāng)的快速施工成為亟待解決的新問(wèn)題。

1 施工條件

楊河煤業(yè)42皮帶運(yùn)輸巷矸石倉(cāng)位于井底車(chē)場(chǎng)附近，周邊巷道復(fù)雜，施工中需將對(duì)其周邊巷道的影響降至最??；且42皮帶運(yùn)輸巷是42采區(qū)主要運(yùn)煤線路，在矸石倉(cāng)的施工中不能中斷煤炭的運(yùn)輸，所以我們最終確定在42皮帶運(yùn)輸巷皮帶側(cè)施工壁龕，矸石倉(cāng)于42皮帶運(yùn)輸巷壁龕向里2.5m向下，于42軌道下車(chē)場(chǎng)貫通，矸石倉(cāng)總工程量41m。

2 方案實(shí)施

2.1 施工準(zhǔn)備 根據(jù)矸石倉(cāng)勘探成果及周邊巷道已揭露的地質(zhì)資料，選擇LM-120型反井鉆機(jī)施工。先施工Φ216mm的導(dǎo)孔后擴(kuò)孔成Φ1.4m的導(dǎo)井，然后人工擴(kuò)挖成Φ4.0m的圓形斷面。

考慮到施工須對(duì)42采區(qū)回采煤炭的運(yùn)輸不受影響，先于42皮帶運(yùn)輸巷皮帶側(cè)施工壁龕，壁龕斷面形狀為直墻半圓拱，巷道規(guī)格：凈寬×凈高=4.2×3.6m，凈面積：12.6m2，掘進(jìn)面積：14.6m2，巷道支護(hù)：錨網(wǎng)噴支護(hù)，錨桿間距為800×800mm。同時(shí)根據(jù)反井鉆機(jī)基礎(chǔ)尺寸對(duì)矸石倉(cāng)下部42采區(qū)軌道聯(lián)巷進(jìn)行替棚，作為矸石倉(cāng)反井鉆機(jī)設(shè)施的施工場(chǎng)地，并及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行錨固以便于施工鉆機(jī)基礎(chǔ)和循環(huán)池的穩(wěn)定。矸石倉(cāng)下口替棚采用“3.8×3.8m礦工鋼對(duì)棚”支護(hù)，鋼筋網(wǎng)背幫頂，要求巷道下凈寬5.0m，凈高3.6m，棚距500mm，每棚撐木4根，分別打設(shè)在距梁齒200mm、400mm處，并打緊打牢成一直線。兩幫距底板1.5m處及頂部梁齒以里及以下0.3m處各采用工字鋼進(jìn)行連鎖加固，工程量8m。

2.2 導(dǎo)孔鉆進(jìn)與擴(kuò)孔 導(dǎo)孔鉆孔前先進(jìn)行地質(zhì)鉆探。鉆探的目的是檢驗(yàn)和補(bǔ)充設(shè)計(jì)周邊已揭露巷道的地質(zhì)勘探資料，以便根據(jù)鉆探結(jié)果合理設(shè)計(jì)矸石倉(cāng)的支護(hù)形式，并選擇適宜的開(kāi)挖方式。反井鉆機(jī)雖然不是取芯鉆進(jìn)，但根據(jù)對(duì)鉆進(jìn)過(guò)程觀測(cè)以及返出巖屑的情況，通過(guò)以往施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，可以對(duì)地層有初步了解和定性分析，為Φ1.4m擴(kuò)孔鉆進(jìn)、孔壁維護(hù)以及后期擴(kuò)挖到設(shè)計(jì)直徑的工作提供參考。根據(jù)超前地質(zhì)勘探成果資料顯示：結(jié)構(gòu)裂隙發(fā)育，巖層破碎較多，巖性較差，圍巖穩(wěn)定性差。因此在矸石倉(cāng)導(dǎo)井鉆孔施工前對(duì)該段井壁圍巖進(jìn)行超前固結(jié)灌漿預(yù)加固處理以防止反井鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)塌孔。

擴(kuò)孔施工前，作業(yè)人員將矸石倉(cāng)上口雜物清理干凈，確保退路暢通；在矸石倉(cāng)下口使用直徑不小于160mm圓木搭設(shè)牢固木棚并安裝臨時(shí)溜煤嘴。擴(kuò)孔準(zhǔn)備工作完成后，在矸石倉(cāng)的下部42采區(qū)軌道聯(lián)巷中拆掉導(dǎo)孔鉆頭，聯(lián)接上擴(kuò)孔鉆頭，由下向上擴(kuò)孔，將斷面擴(kuò)為Φ1.4m的導(dǎo)井。擴(kuò)孔時(shí)注意觀察下落的巖屑的情況，了解巖石層位的變化以便做出合理的應(yīng)對(duì)措施。

擴(kuò)孔完成后，進(jìn)行人工擴(kuò)挖工作。擴(kuò)挖時(shí)按設(shè)計(jì)要求將上口斜孔擴(kuò)至垂直孔，高度2m。由上至下打輔助眼與周邊眼，眼深分別為1.3m、1.2m。使用安全等級(jí)不低于三級(jí)的礦用含水炸藥，進(jìn)行正向裝藥，串聯(lián)起爆，水炮泥、黃土封孔，封孔長(zhǎng)度不小于0.5m。矸石倉(cāng)采用“圓形U型鋼+錨網(wǎng)”臨時(shí)支護(hù)，圓形U型鋼每棚由4節(jié)U型鋼相互搭接，搭接長(zhǎng)度400mm，棚與棚間采用四道U型鋼或道軌（工字鋼）聯(lián)鎖；每棚卡纜12個(gè)，拉桿四根，棚距0.5m；錨桿長(zhǎng)度1.8m，錨桿間排距為800×800mm；鋼筋網(wǎng)搭接100mm，聯(lián)網(wǎng)間距為150mm。

2.3 澆灌與后期布置 根據(jù)我公司矸石倉(cāng)使用經(jīng)驗(yàn)，“U型鋼+混凝土澆灌”支護(hù)強(qiáng)度不夠，經(jīng)常出現(xiàn)矸石倉(cāng)受力面混凝土脫落、U型鋼變形，所以本次施工時(shí)，在矸石倉(cāng)受力面排列鋪設(shè)廢棄道軌以增加矸石倉(cāng)的抗沖擊能力。澆灌厚度為500mm，要求澆灌后凈斷面為Φ3.0m。（附圖1）■

在矸石倉(cāng)上口采用12#工字鋼敷設(shè)蓖子，網(wǎng)孔尺寸300×300mm。（附圖2）矸石倉(cāng)下口向東2m南幫需施工一個(gè)信號(hào)硐室，硐室采用“2.6×2.4m錨網(wǎng)噴”支護(hù)。錨桿長(zhǎng)度為1.8m，錨桿間排距為800×800mm；鋼筋網(wǎng)搭接100mm，聯(lián)網(wǎng)間距為150mm，噴漿厚度為50mm。

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3 存在問(wèn)題

矸石倉(cāng)施工完成并投入使用后，出矸量有了大幅度的增加，排矸礦車(chē)緊張，為副井的矸石提升帶來(lái)了相應(yīng)的問(wèn)題。為此，公司必須加強(qiáng)井下礦車(chē)管理，通過(guò)優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)、提高運(yùn)輸效率來(lái)解決礦車(chē)供應(yīng)緊張問(wèn)題，確保出矸系統(tǒng)的正常循環(huán)。

4 結(jié)論

①在采區(qū)中遇到滑動(dòng)構(gòu)造而形成回采工作面大面積遇矸石的情況下，設(shè)置煤矸分流裝置轉(zhuǎn)運(yùn)至矸石倉(cāng)可以大幅地提高煤炭質(zhì)量。②通過(guò)先施工壁龕再施工矸石倉(cāng)可以在不影響采區(qū)皮帶運(yùn)輸巷煤炭運(yùn)輸?shù)臈l件下，同時(shí)壁龕為煤矸分流系統(tǒng)的布置提供了空間。③矸石分流增大了井底煤倉(cāng)的有效容積，提高了提升煤炭的效率。同時(shí)，也降低了矸石對(duì)提升箕斗的沖擊磨損，減少了提升設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。④本次施工為反井鉆機(jī)在復(fù)雜巷道條件下施工矸石倉(cāng)提供了借鑒。⑤煤矸分流系統(tǒng)的應(yīng)用，減少了平地煤炭篩選工作量，進(jìn)一步優(yōu)化了煤質(zhì)，降低了煤炭中的灰分，提高了發(fā)熱量，保證了煤炭質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：王俊超（1988-），男，河南浚縣人，助理工程師，2009年畢業(yè)于西安科技大學(xué)，現(xiàn)從事煤礦設(shè)計(jì)技術(shù)管理工作。