煤仓反井施工技术应用

马兴柱 王兆其 侯鹏

摘要：反井法就是先采用反井钻机施工小孔径的钻孔，然后自下而上反提扩孔形成排矸通道，最后采用钻爆法由上而下扩刷至设计断面从而完成整个的施工过程。目前，采用反井法工艺施工煤仓在我公司得到了积极推广应用。

关键词：反井法;上口硐室;斜切面

煤仓做为矿井储煤系统中不可缺少的一部分，其瓶颈作用至关重要，尤其是大煤仓储煤能力的发挥为矿井高产提效起着积极的推动作用。根据“双提双优”工作要求，为解决优质煤提升运输难题，我公司采用反井法施工了4200优质煤专用煤仓。

1 概况

新查庄公司4200煤仓主要为工广采区优质煤储存服务。该煤仓断面为圆形，设计仓体高度23m。 断面规格：R净=4000mm，S净=50m2;容量约1600吨。根据综合因素考虑，该煤仓采用反井法施工。

2 施工顺序：

上口硐室加固→施工反井钻孔→上口扩刷→安装上口钢梁→自上而下扩刷仓体→下口硐室加固→下锁口。

3 施工工艺

3.1 上口硐室加固方法

因煤仓服务年限较长，必须对上口硐室进行加固。

加固方法：采用锚网索支护进行补锚加固，顶部及两帮均采用L×Φ=2200mm×18mm螺纹钢锚杆支护，锚杆间排距为800mm×800mm，网片采用规格为：长×宽=2000mm×1000mm，φ=6.5mm钢筋制作的经纬网，网格：100×100mm，相邻两片之间压茬不小于100mm，每隔300mm～500mm用12#或14#铁丝双股拧紧，锚杆外露螺帽长度10mm～100mm。

每隔2m打注一排锚索，自巷道中心线开始按2m间距由顶部向两帮布置。锚索采用规格为：L×Φ=6000mm×15.24mm钢绞线，每根锚索锚注K2340型树脂锚固剂不少于3块，预紧力矩不小于80KN，锚固力200KN。锚索下端敷设长度为300mm～500mm的矿用工字钢制作的专用锚索托盘，锚索外露150mm～250mm，锚固到稳定岩层不小于1.0m。

3.2 施工反井钻孔

首先采用ZFYD1200钻机施工Φ216mm导向孔，然后由上至下将导向孔扩孔为Φ270mm至孔底，安裝Φ1.2m钻头由下至上反提扩孔施工形成排矸通道。

3.3 上口施工方法

（1）斜切角度

斜切开口的角度根据该范围岩性特征、自然冒落拱高度及施工结合，确定角度为55°，即两帮与水平面呈55°夹角向斜下方开口。

根据煤仓十字线按4.15m半径画圆标出轮廓线，然后布置炮眼进行爆破施工。第一循环扩仓时巷道两帮只在帮部布置一圈炮眼（开孔位置位于底板以上约500mm），按55°夹角向下斜插开孔，第二循环时再根据断面增加第二圈并按55°夹角向下开孔，直至荒半径达到4.15m为止，然后调整角度垂直开孔继续施工。

（2）扩仓深度约3m时，按照设计要求安设11#工字钢横梁。安装时横梁垂直两帮布置，间距1000mm，两端掏槽深度不低于500mm，每端均用双锚索（L×φ=6000mm×15.24mm，垂直岩面打设）配合夹板进行固定，确保横梁牢固有效。

3.4 仓体扩锚施工方法

采取钻爆法施工，以矸石仓十字线为中心按4.15m荒半径画圆标出轮廓线，然后布置炮眼进行爆破施工。循环进度1.0m，每孔装药约0.3kg。采用初喷（厚度30～50mm）、打锚杆压钢筋网、复喷（最终厚度100～150mm）方式作业。

3.5 下口硐室

下口两帮砌料石墙，全长8m，净宽3m，墙厚0.5m，高3.2m。料石墙上敷设工字钢，工字钢间距0.9m，在工字钢上密排砼背板。方框架处敷设双工字钢，工字钢长度不小于3.6m。

3.6 下锁口施工方法

剩余最后5m时，四周与水平面呈55°夹角向下锁口，并与方框架接口。

4 支护设计

4.1 上口

斜切面采用锚网喷支护做为一次支护：喷C20砼厚150mm;锚杆为L×φ=2200mm×18mm的螺纹钢锚杆，锚杆间排距均为800mm×800mm，矩形排列。每根锚杆锚注K2340树脂锚固剂不少于2块，锚固力不小于80KN?根，预紧力矩200N.m。锚杆与岩面之间压规格为：长×宽=2000mm×1000mm，Ф=6.5mm钢筋网，网格：100mm×100mm，网片搭接长度不小于60mm，每隔300mm～500mm用12#或14#铁丝双股拧紧扎牢，锚杆外露螺帽长度为100～150mm，喷浆厚度150mm。

斜切面周圈打设锚索做为二次支护进行加固，锚索规格L×φ=6000mm×15.24mm，外露150～250mm，间排距1800mm×1800mm。每根锚索注K2340树脂药卷不少于3块，预紧力不小于80KN，锚固力不低于200KN/根。

4.2 仓体

仓体采用锚网喷支护：喷C20砼厚150mm;锚杆为L×φ=2200mm×18mm的螺纹钢锚杆，锚杆间排距均为800mm×800mm，矩形排列。每根锚杆锚注K2340树脂锚固剂不少于2块，锚固力不小于64KN?根，预紧力矩200N.m。锚杆与岩面之间压规格为：长×宽=2000mm×1000mm，Ф=6.5mm钢筋网，网格：100mm×100mm，网片搭接长度不小于60mm，每隔300mm～500mm用12#或14#铁丝双股拧紧扎牢，锚杆外露螺帽长度为100～150mm，喷浆厚度150mm。

4.3下锁口

将铁路（规格15kg/m，长约6m）呈伞状铺在岩面上，下端按300mm间距担在方框架上，其上端根据圆周均匀排列，并与相邻锚杆焊接或采用锚杆压牢，相邻两根铁路之间再穿插铺设1根长度约3m的铁路进行加强支护，最后喷浆形成一体。作为加强支护的铁路采用规格为L×Φ=2200mm×18mm的螺纹钢树脂锚杆配合刮板将其压牢，并紧牢螺帽防止松动。锚杆间距按1000mm布置1组，每组2根。

结语

与其他方法对比，反井法施工煤仓安全系数高，工艺简单，职工操作更具有安全感;同时通过对上口的优化，施工效率得到大幅提升，不但降低了时间和成本，而且达到了安全效益双赢的目的。

作者简介：

马兴柱，1983年7月，男，本科，毕业于山东理工大学采矿专业，工程师，主要从事掘进技术管理工作。