直立高煤倉的設(shè)計(jì)與施工

1、直立高煤倉的設(shè)計(jì)與施工直立高煤倉的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)與施工中采取的相應(yīng)措施。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞直立高煤倉煤倉堵塞煤倉設(shè)計(jì)1概述概述三河尖煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力120萬ta，實(shí)際達(dá)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(yùn)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(yùn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)及施工處置不當(dāng)，反而會(huì)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(jié)構(gòu)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(jìn)入煤倉引起卡倉；二是倉內(nèi)煤起拱堵塞。傳統(tǒng)的煤倉底部結(jié)構(gòu)多為向斗口逐漸收縮的圓錐形，當(dāng)倉口閘門打開后，煤憑其自重克服阻力下流接近斗口時(shí)

3、，由于截面收縮率的增大及煤的粘結(jié)作用，煤流的內(nèi)外摩擦阻力急劇增大，當(dāng)此阻力增大到煤的自重垂直分力時(shí)，煤就停止流動(dòng)，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(shí)板結(jié)，因此，煤倉的堵塞將更為嚴(yán)重，不僅會(huì)發(fā)生在煤倉的斗口，甚至?xí)l(fā)生在倉體下部直倉段。另外，煤流入倉的強(qiáng)大沖擊力易砸壞煤倉內(nèi)壁和底部斗口。再者，煤倉服務(wù)年限長，倉身斷面大，局部穿煤施工，合理的支護(hù)尤為重要。3

4、優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)3.13.1合理選擇煤倉位置合理選擇煤倉位置采區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，將煤倉的位置較方案設(shè)計(jì)前置150m，避開采動(dòng)影響和含水層，杜絕煤倉的采動(dòng)破壞和減少倉內(nèi)煤水分過高凝結(jié)起拱現(xiàn)象。3.23.2合理支護(hù)，提高強(qiáng)度合理支護(hù)，提高強(qiáng)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(xì)砂巖。設(shè)計(jì)時(shí)，穿煤段上、下各4m范圍內(nèi)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(xì)砂巖段采用錨梁網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)，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(shí)踐證明，空氣炮是防治煤倉起拱堵塞的有效途徑。經(jīng)驗(yàn)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(shè)置兩層空氣炮，水平錯(cuò)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(jī)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(jìn)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(zhuǎn)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(shè)鋼板。4.3幾個(gè)關(guān)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(hù)上采用錨梁網(wǎng)噴作為臨時(shí)支護(hù)措施，全段共13m刷完后，按設(shè)計(jì)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(shí)際施工時(shí)無法做到，設(shè)計(jì)時(shí)，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(shè)。漏斗鋼壁共由8塊鋼板圓臺(tái)組成，設(shè)計(jì)時(shí)給出每塊鋼板的詳細(xì)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(yùn)條件分割并作標(biāo)記運(yùn)至現(xiàn)場組裝焊接打光。5結(jié)語結(jié)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(shè)計(jì)與施工，有以下幾點(diǎn)體會(huì)：(1)大容量煤倉能夠調(diào)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(qiáng)度。設(shè)計(jì)時(shí)，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(huì)更好些。(3)加強(qiáng)管理，杜絕雜物、大塊煤矸石入倉。初期，上口曾