直立高煤倉的設計與施工

1、直立高煤倉的設計與施工直立高煤倉的設計與施工李愛民鄭永摘要簡要分析直立高煤倉使用中存在的問題，介紹設計與施工中采取的相應措施。關鍵詞關鍵詞直立高煤倉煤倉堵塞煤倉設計1概述概述三河尖煤礦設計生產(chǎn)能力120萬ta，實際達145萬ta。綜采放頂煤工作面年產(chǎn)量百萬噸以上。東四采區(qū)為綜放開采，制約其生產(chǎn)能力充分發(fā)揮的主要因素為外部運輸系統(tǒng)的通過能力偏低，采區(qū)煤倉是煤炭生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一，它可緩沖礦井運輸能力超飽和而工作面生產(chǎn)能力有余的矛盾。因此，

2、在采區(qū)設計中，布置一高大直立圓筒倉：凈高52m，直徑5m，容積1000m3。但如此高大的煤倉本身也存在一些問題，若設計及施工處置不當，反而會成為制約生產(chǎn)的瓶頸。2問題分析問題分析直立圓筒倉從結構上分為倉帽、倉體及底部斗口，使用中的兩大難題為堵倉和倉壁及斗口損壞。引起堵倉的主要原因有兩種：一是雜物和大塊煤矸進入煤倉引起卡倉；二是倉內煤起拱堵塞。傳統(tǒng)的煤倉底部結構多為向斗口逐漸收縮的圓錐形，當倉口閘門打開后，煤憑其自重克服阻力下流接近斗口時

3、，由于截面收縮率的增大及煤的粘結作用，煤流的內外摩擦阻力急劇增大，當此阻力增大到煤的自重垂直分力時，煤就停止流動，形成拱而堵塞。東四采區(qū)煤倉與一般煤倉相比：倉身高、斷面大。煤流入倉的沖擊壓力和原煤的自重壓力加大，更易造成倉下部煤夯實板結，因此，煤倉的堵塞將更為嚴重，不僅會發(fā)生在煤倉的斗口，甚至會發(fā)生在倉體下部直倉段。另外，煤流入倉的強大沖擊力易砸壞煤倉內壁和底部斗口。再者，煤倉服務年限長，倉身斷面大，局部穿煤施工，合理的支護尤為重要。3

4、優(yōu)化設計優(yōu)化設計3.13.1合理選擇煤倉位置合理選擇煤倉位置采區(qū)設計時，將煤倉的位置較方案設計前置150m，避開采動影響和含水層，杜絕煤倉的采動破壞和減少倉內煤水分過高凝結起拱現(xiàn)象。3.23.2合理支護，提高強度合理支護，提高強度該煤倉斷面大，凈斷面積19.625m2，上口穿煤施工，煤厚約5m，煤的普氏系數(shù)為2～3，其余均為中、細砂巖。設計時，穿煤段上、下各4m范圍內采用錨梁網(wǎng)，并配筋澆注，采用直徑17mm，長度2m的金屬樹脂錨桿，間排

5、距0.7m0.7m。中細砂巖段采用錨梁網(wǎng)噴聯(lián)合支護，錨桿長度減少為1.7m，梁為鋼帶。斗口采用鋼筋混凝土配雙層鋼筋經(jīng)3.73.7采用空氣炮防堵清堵采用空氣炮防堵清堵生產(chǎn)實踐證明，空氣炮是防治煤倉起拱堵塞的有效途徑。經(jīng)驗表明，三河尖煤礦煤倉下口起拱堵塞易發(fā)生在斗口上方2.0m處，因此，在煤倉下口2.0～3.5m之間設置兩層空氣炮，水平錯開布置。4施工工藝施工工藝4.14.1施工方案施工方案先用反井鉆機自上而下打1.2m直徑孔，然后自上而下

6、刷大。4.24.2施工方法及順序施工方法及順序采用鉆爆法施工，光面爆破，作業(yè)方式為一掘一噴，循環(huán)進尺1.2m。施工組織盡可能平行作業(yè)，縮短工期。具體做法：在裝載硐室刷出并澆灌2m墻后，施工煤倉上口段，錨梁網(wǎng)噴配筋澆注后；轉入裝載硐室挑頂、澆混凝土、架梁；再施工倉體穿煤段以下部分；最后刷出斗口，固定好倉口架，配筋澆注，鋪設鋼板。4.3幾個關鍵問題的處理(1)倉體上部穿煤段的施工。爆破上采取多打眼、少裝藥、小循環(huán)等控制措施，保證光面爆破的效

7、果；支護上采用錨梁網(wǎng)噴作為臨時支護措施，全段共13m刷完后，按設計要求配雙層鋼筋澆注混凝土。(2)雙曲線漏斗的成型。理論上的雙曲線漏斗在實際施工時無法做到，設計時，將其分為8段，每段高度500mm，澆注成折線，再用混凝土抹成圓滑的曲線。(3)漏斗壁鋼板的鋪設。漏斗鋼壁共由8塊鋼板圓臺組成，設計時給出每塊鋼板的詳細展開圖，按雙曲線要求在地面卷板成型、試裝、校正，再根據(jù)現(xiàn)場裝運條件分割并作標記運至現(xiàn)場組裝焊接打光。5結語結語該煤倉于1998

8、年10月建成并投入使用，效果良好。通過該煤倉的設計與施工，有以下幾點體會：(1)大容量煤倉能夠調節(jié)礦井生產(chǎn)能力小而采區(qū)生產(chǎn)能力大之間的矛盾，有利于礦井生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮。(2)雙曲線漏斗是防治煤倉起拱堵塞的良好手段，再配以定期放空氣炮清倉效果更佳。而鋼漏斗又大大提高了斗口的強度。設計時，如果將鋼漏斗組成塊段的高度再分小些，取200mm(原雙曲線鋼漏斗總高度不變)，雙曲線效果會更好些。(3)加強管理，杜絕雜物、大塊煤矸石入倉。初期，上口曾