井底1#煤仓的施工设计方案.docx
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井底1#煤仓的施工设计方案.docx
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井底1#煤仓的施工设计方案
高河矿井底1#煤仓施工作业规程
一、工程概况
1)煤仓主体
高河矿井井底1#煤仓设计为垂直筒仓,煤仓垂高36.78m,仓身净直径8m,煤仓上口位于+450m水平西翼胶带机头硐室机头位置,煤仓坐标为X=4002619.000,Y=38409387.000,上口标高为+563.886m。
煤仓下部与装载硐室相联,并通过定量胶带输送机巷与2#煤仓下部装载硐室相通。
煤仓浇筑混凝土强度等级为C30。
煤仓整个仓体分为四部分,最上部分仓口垂高5m,为钢筋混凝土支护。
东西向主梁布置两根10.212m(长)×0.3m(宽)×0.6m(高)组合工字钢梁,南北向次梁布置,分别由两根4.84m(长)×0.35m(宽)×0.36m(高)工字钢梁;两根3.15m长40a槽钢;两根1.575m长40a槽钢,组合而成。
在仓口北侧与西侧各布置一个溜煤,溜煤处煤仓斜面采用铁钢砂混凝土浇筑。
仓身设计为立井式圆形断面,高度为26.824m,设计净径8000㎜,荒径8900㎜,素混凝土支护;煤仓下部由分煤器隔为两个漏斗,漏斗高4956mm,漏斗壁倾角为55°,煤仓漏斗由圆形断面最终变为矩形断面,漏斗南北向变断面起始处高程为+532.062m,东西向变断面起始处高程为+529.895m;煤仓漏斗与仓身间有一渐变断面,为不规则圆弧曲线,连接仓身与漏斗;煤仓漏斗及分煤器为钢筋+铁钢砂混凝土支护,强度等级为C35。
煤仓下部为直墙半圆拱式装载硐室,长度为10.0m,净宽7400mm,净高6500mm,打灰厚度500mm,强度等级为C30。
2)附属结构
煤仓上口至下部硐室在仓体底部预埋三根电气管路(Ø125×5㎜钢管);煤仓漏斗部分预埋六个空气炮管路(Ø114㎜钢管);
井底煤仓上口5m段支护式为钢筋混凝土支护,强度为C30,壁厚450㎜,仓口两个溜煤处煤仓斜面采用铁钢砂混凝土浇筑。
强度等级为C35,其配合比(重量比)水:
水泥:
铁钢砂=0.35:
1:
3。
仓身支护式为素混凝土支护,强度为C30。
煤仓漏斗及分煤器采用钢筋+铁钢砂混凝土支护,强度为C35。
二、水文地质概况:
煤仓自上而下分别为:
粉沙岩约10.4米,灰黑色,薄层状,夹细粒砂岩条带,含矿铁粉末及煤粉,水平层理,质硬;粗砂岩,约3米,灰色,中厚层状,英长为主,裂隙发育,水平层理;泥岩,约3.6米,灰黑色为主,质软,节理发育,层理水平;粗沙岩约4.6米,灰色,中厚层状,英长为主,裂隙发育,水平层理;细砂岩约16.4米,灰色,中厚层状,英长为主,水平层理,分选磨圆较好。
三、施工案
1、煤仓开口在西翼胶带机头硐室施工,煤仓施工前上部要安置两根I40a工字钢,用于悬吊物件及上下人;沿煤仓上口中心与下口煤仓中心向采用反井钻机钻一直径1200㎜钻,在煤仓掘进时利用该钻进行溜矸与排水。
2、煤仓掘进采用临时支护(锚、网、喷)式,自上而下、全断面分段掘进分段砌壁的法施工,每炮掘进进尺为1.5m,每3.6m为一段高砌壁,浇筑该段混凝土。
砌壁时预留一炮段高(矸不出尽)。
当掘进至煤仓漏斗结束,从煤仓下部硐室开始,再自下而上整体浇筑混凝土,直到与仓身已砌碹段接茬;
3、先掘煤仓上口及溜煤段,待该段掘砌完成,安装煤仓上口钢梁。
煤仓施工0~5m段采用竹梯上下人员,5~12m段采用软梯上下人员,施工至垂深12m后采用70mm厚木板铺设煤仓上锁口,利用JD-4型,电动功率55KW调度绞车提升物料。
4、掘进采用锚、网、喷临时支护,锚杆类型为Ф22-2400-M24高强螺纹钢树脂锚杆,间排距为800×800㎜,喷射砼厚度为50㎜,强度等级为C20;每个锚杆使用一支K2335型一支Z2360型树脂药卷,金属网规格为φ6.5㎜钢筋点焊而成,网格100×100㎜、网幅900×2000㎜的钢筋网。
随掘随支随喷,炮前裸巷距不大于800㎜。
混凝土砌碹施工采用搅拌机在煤仓上口(胶带机头硐室)现场拌料,两趟输料管输料,自下而上,分段整体浇筑的法。
煤仓混凝土砌碹选用建筑钢模板,每组段高1.2米,共使用3组。
碹骨选用20#槽钢加工,每组由5块弧长5m对接组合,共使用3组。
上下碹骨之间采用20#槽钢连接;利用土建钢脚手架及扣件组装做支承结构及操作平台,脚手架自煤仓掘进底板生根搭设,每浇筑一段重新搭设一次脚手架。
5、选用耙矸机在煤仓下口硐室将矸装入矿车。
四、施工准备
1、由测量部门给出煤仓中线及上、下硐室的中、腰线。
2、将压风、水、电接引到煤仓上、下硐室附近待用。
3、准备好施工所用的耙矸机、喷浆机、回柱绞车、砼输送泵、砼输送管。
4、准备好钢筋、模板、木骨、脚手架、各种加工件及工字钢梁等材料。
5、施工队编制详细的作业规程及安全技术措施并向施工人员传达。
五、施工工艺
1、掘进
1)反井钻已施工完,径为Ø1200mm。
2)钻爆法掘进,光面爆破,采用YTP-28型凿岩机钻眼,钻杆为Ф22六角中空钢钎,钎头为Ф42㎜,“一”字型钻头,钻杆长度为1.7米。
使用煤矿用三级水胶炸药,前5段毫秒延期电雷管,总延期不超过130 ms;煤矿用发爆器起爆。
3)、煤仓上口溜煤处煤仓斜面按60º角向外扩掘,掘进时,以风镐挖掘为主,如必须放炮时,每次打眼放炮眼数不得超过30个眼,每眼装药不得超过半卷。
4)、仓筒掘进
将仓筒全断面分成两部分,呈上下台阶式掘进,外台阶高出圈1.5m。
台阶最大直径Ф4600mm,分次打眼,分次放炮。
炮眼深度1.6m,循环进尺1.5m。
掘进时,先施工中心断面,后施工外圈上台阶,并一掘一锚网喷支护。
5)、煤仓下锁口掘进
仓筒掘进到底前,下部矸留足,将煤仓下了漏煤按设计从上向下掘刷出来,并一掘一锚网喷支护。
6)出矸
煤仓掘进工作面的矸除部分直接抛入反井钻落入煤仓下口外,其余由人工用铲子和手镐等翻入钻落入煤仓下口,由安装在其附近的0.9m3耙矸机装入1.5吨矿车,由人工推车,经副井罐笼提升到地面。
2、支护:
1)锚杆支护
采用全长为2.4米的Ф22高强螺纹钢树锚杆做为掘进临时支护,锚深为2300㎜,托盘规格为170××10㎜,锚固剂药卷为一支K2335型和一支Z2360型。
锚杆间排距为800×800㎜,三花布置,锚杆垂直于煤仓边轮廓,其最小夹角不小于75°,托板紧贴岩面,锚杆外露长度不能超过50㎜,锚固力不小于70KN,锚杆安装好必须用扭矩扳手拧紧螺母,确保达到150NM,要求先检查后工作,检查掘进断面尺寸,待掘进尺寸符合设计规格后再进行锚杆支护。
金属网采用Ф6.5钢筋点焊加工的钢筋网,网幅900×2000㎜,网格100×100㎜。
2)喷射砼支护
临时支护喷射砼强度等级为C20,喷厚50㎜,煤仓施工期间,在煤仓上口的西翼胶带机头硐室安装一台PC5I型喷浆机经2寸胶管输送到工作面进行喷浆,后期也可在煤仓下部的装载硐室安装一台转子PC5I型喷浆机进行喷浆。
3)混凝土砌碹
①、煤仓上锁口
煤仓上口从上向下掘进到位后,先放一炮座底炮,扎筋、平底后,由下向上立模、扎筋,并浇筑混凝土,当混凝土浇筑到变断面处,将钢筋扎齐,然后继续稳骨、扎筋、钉模、浇筑斜面混凝土,最后再利用脚手架稳好模板、扎筋、预留好溜煤,溜煤处选用50mm厚木模板。
②、煤仓仓筒
由下向上连续搭脚手架、稳骨、立模、浇筑砼,每次段高3.6米,直至与上一模砼接好茬。
③、煤仓仓底
先将装载硐室清理干净,由下至上扎筋、立模、浇筑砼,将煤仓仓底砼浇至仓底漏斗。
④煤仓漏斗
将脚手架搭好加固后,从下而上将钢筋与分煤器的钢筋绑扎好,一次性稳好下漏斗斜面及分煤器模板,同时将斜面与仓壁相贯模板组装连成一个整体,并将该段砼浇齐。
该段选用预先加工好的50mm厚木模板拼装,局部采用现场加工。
4)、浇筑砼用碹骨和模板
碹骨选用20#槽钢加工,模板选用1200×300mm建筑型钢模及50mm厚木板。
5)脚手架材料及搭设
煤仓浇筑砼过程中,必须搭设脚手架,脚手架采用1.5寸钢管,利用卡子进行搭设,脚手架立柱间距不大于1.8米,层间距不大于1.2米,斜拉撑不少于4道,脚手架上满铺70㎜厚优质大板,并用扒钉钉牢,施工煤仓下漏斗时,采用满堂密排脚手架支撑模板。
六、生产辅助系统
1、运输系统
1)、进料路线:
地面→副井→+450m水平西翼辅助运输巷→+450m水平西翼胶带机头硐室→煤仓上口
地面→副井→+450m水平西翼辅助运输巷→+450m水平东翼进风巷→煤仓下口
2)、出矸路线:
煤仓下口→+450m水平东翼进风巷→+450m水平西翼辅助运输巷→副井→地面
2、通风系统:
仓筒施工前,由于钻已打通,所以此时采用全负压通风,风流路线为:
地面新鲜风→主井→煤仓上口通风巷→煤仓→迎头
迎头污风→东(西)翼装载硐室运输联络斜巷→+450m水平东(西)翼进风巷→中央回风井→地面
另外为防止煤仓刷掘过程中矸堵眼影响通风,在距煤仓上口10米以外煤仓上口通风巷设置一台2×18.5KW局扇用Ф600mm风筒接至迎头备用。
详见通风系统图。
3、供电系统:
详见供电系统图。
4、排水系统:
煤仓工作面→煤仓下部硐室→东翼进风巷→西翼辅助运输巷→水仓→地面。
5、供压风系统:
地面→副井→+450m水平西翼辅助运输巷→+450m水平西翼胶带机头硐室→工作面。
6供水系统:
地面→副井→+450m水平西翼辅助运输巷→+450m水平西翼胶带机头硐室→工作面。
7、监控系统:
在新鲜风流风机处设置一个瓦斯传感器T1,在距煤仓上口10~15米的西翼胶带机头硐室设一个瓦斯传感器T2,在距工作面5m处设置一个瓦斯传感器T3。
8、通讯、信号、照明:
1)、信号:
煤仓施工过程中,工作面与上口采用声控信号进行联系。
2)、通讯:
煤仓上口与煤仓下口以及地面均采用联系。
3)、照明:
煤仓上口设置一台照明探照灯。
9、煤仓提升
1)、煤仓掘进高度在5米以,人员采用竹梯上下,5~12m人员配带保险带由4´钢丝绳与Ø18mm钢筋加工的爬梯上、下,爬梯上口固定在机头硐室墙脚处,使用的工器具和材料由人工用5分棕绳捆扎牢固后进行上、下。
2)、煤仓掘进高度在12米以外时,人员通过爬梯上下。
在煤仓上口机头硐室预埋二根I40a工字钢作为提升天梁,选用Ф500mm单槽提升天轮,材料、工器具均采用1m³挂钩式吊桶上、下,吊桶通过提升天轮由JD—55KW调度绞车提升,Ø21.5mm钢丝绳牵引,绞车浇筑砼基础,用地脚螺栓固定,同时绞车底座打紧压车柱。
钩头采用提升能力为9t卸力钩头,然后采用Ф21.5㎜钢丝绳和不少于5道的圆宝卡与吊桶连接,提升物料重量不超过2000㎏。
其提升安全系数如下:
(1)、绞车选用JD—55KW慢速绞车,电机功率55KW,绳速平均1.27m/s,提升能力5400㎏。
(2)、天轮:
采用Ф500㎜单槽提升天轮。
(3)、提升钢丝绳,Ф21.5㎜,破断力23000kg。
(4)、提升吊桶为1m³挂钩式吊桶,自重348㎏。
(5)、提升钩头采用提升能力为9t卸力钩头。
其提升安全强度校核如下:
规定每次提升物重2000㎏。
则提升重量为;348+2000+100=2448㎏(其中100㎏为绳重)。
钢丝绳安全系数为:
23000/2448=9.4>9提升钢丝绳安全。
绞车安全系数为:
2448㎏〈5400㎏绞车安全。
以上计算说明,煤仓提升设备选型符合要求。
10、煤仓防坠保护系统
1)、煤仓掘进高度12m以,在距煤仓2m处的各道口设警戒,并设有专人清扫和看管。
2)、煤仓掘进高度12m以下时,利用已安装主次钢梁做封口盘,封口盘分为吊桶口和风筒口两部分并隔开;吊桶口尺寸:
1200×1200mm,采用两块900×1800㎜组合木板,平移对开活动井盖门,井盖门采用70㎜厚优质大板加工,风筒口尺寸:
Ø800mm,仓口四用Ф16钢筋加工的围栏封闭,高度不小于1.5m,钢筋间距不大于200㎜,下部500㎜高用铁皮或木板封闭,仅在进人侧
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