直立高煤仓的设计与施工

《直立高煤仓的设计与施工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直立高煤仓的设计与施工（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、直立高煤仓的设计与施工直立高煤仓的设计与施工李爱民 郑永摘摘 要要 简要分析直立高煤仓使用中存在的问题，介绍设计与施工 中采取的相应措施。关键词关键词 直立高煤仓 煤仓堵塞 煤仓设计1 1 概述概述三河尖煤矿设计生产能力 120 万 t/a，实际达 145 万 t/a。综采放 顶煤工作面年产量百万吨以上。东四采区为综放开采，制约其生产能力 充分发挥的主要因素为外部运输系统的通过能力偏低，采区煤仓是煤炭 生产的重要环节之一，它可缓冲矿井运输能力超饱和而工作面生产能力 有余的矛盾。因此，在采区设计中，布置一高大直立圆筒仓：净高 52 m，直径 5m，容积 1000 m3。但如此高大的煤仓本身也存在

2、一些问题，若 设计及施工处置不当，反而会成为制约生产的瓶颈。2 2 问题分析问题分析直立圆筒仓从结构上分为仓帽、仓体及底部斗口，使用中的两大难 题为堵仓和仓壁及斗口损坏。引起堵仓的主要原因有两种：一是杂物和 大块煤矸进入煤仓引起卡仓；二是仓内煤起拱堵塞。传统的煤仓底部结 构多为向斗口逐渐收缩的圆锥形，当仓口闸门打开后，煤凭其自重,克 服阻力下流,接近斗口时，由于截面收缩率的增大及煤的粘结作用，煤 流的内外摩擦阻力急剧增大，当此阻力增大到煤的自重垂直分力时，煤 就停止流动，形成拱而堵塞。东四采区煤仓与一般煤仓相比：仓身高、 断面大。煤流入仓的冲击压力和原煤的自重压力加大，更易造成仓下部 煤夯实板

3、结，因此，煤仓的堵塞将更为严重，不仅会发生在煤仓的斗口， 甚至会发生在仓体下部直仓段。另外，煤流入仓的强大冲击力易砸坏煤 仓内壁和底部斗口。再者，煤仓服务年限长，仓身断面大，局部穿煤施 工，合理的支护尤为重要。3 3 优化设计优化设计3.13.1 合理选择煤仓位置合理选择煤仓位置采区设计时，将煤仓的位置较方案设计前置 150 m，避开采动影响 和含水层，杜绝煤仓的采动破坏和减少仓内煤水分过高凝结起拱现象。 3.23.2 合理支护，提高强度合理支护，提高强度该煤仓断面大，净断面积 19.625 m2，上口穿煤施工，煤厚约 5 m， 煤的普氏系数为 23，其余均为中、细砂岩。设计时，穿煤段上、下各

4、 4 m 范围内采用锚梁网，并配筋浇注，采用直径 17mm，长度 2 m 的金属 树脂锚杆，间排距 0.7 m0.7 m。中细砂岩段采用锚梁网喷联合支护， 锚杆长度减少为 1.7 m，梁为钢带。斗口采用钢筋混凝土配双层钢筋经纬网浇筑，竖向配筋为无搭接的整根钢筋，斗壁铺贴 12 mm 厚不锈钢板， 以提高其抗磨耐砸强度。煤仓整体布置见图 1。图图 1 1 东四采区煤仓整体布置图东四采区煤仓整体布置图 1 铁篦子；2穿煤段；3缓冲台；4煤位计； 5 双曲线钢漏斗；6空气炮3.33.3 仓上口铺设铁篦子仓上口铺设铁篦子综放开采，煤的块度较大，故在仓上口铺设篦子，把住源头，杜绝 大块煤矸卡仓事故，铁篦

5、子网口尺寸 400 mm400 mm。 3.43.4 下口采用双曲线钢漏斗下口采用双曲线钢漏斗双曲线较传统的圆锥形漏斗,截面收缩率不变,漏斗倾角越接近斗口 越大，因此，煤在斗口处的错动、挤压和摩擦均无明显变化，斗形也符 合煤的流动规律，可有效防止煤起拱堵塞。 3.53.5 增设缓冲台增设缓冲台在煤仓中部增设缓冲台，减少煤流入仓的冲击力，既可防止仓底部 煤的夯实板结，又可减少煤流对仓壁、底部斗口的冲击破坏。缓冲台位 置确定：垂直位置距上口抛煤点 19 m，水平位置为式中 S缓冲台距抛物点水平距离，m；V0煤体抛出初速度，2.5 m/s；h缓冲台距上口抛煤点距离，19 m；g重力加速度。 3.63

6、.6 预设煤体限位探头预设煤体限位探头在距斗口 4m 处，从预埋的钢管中引出煤位计探头，与给煤机联锁， 当仓中煤位低于该位置时，给煤机自动停止放煤，保证煤仓下部始终存 有部分煤炭，以缓和煤流对底部斗口的冲击破坏及煤的夯实板结。3.73.7 采用空气炮防堵清堵采用空气炮防堵清堵生产实践证明，空气炮是防治煤仓起拱堵塞的有效途径。经验表明， 三河尖煤矿煤仓下口起拱堵塞易发生在斗口上方 2.0 m 处，因此，在煤 仓下口 2.03.5 m 之间设置两层空气炮，水平错开布置。4 4 施工工艺施工工艺4.14.1 施工方案施工方案先用反井钻机自上而下打 1.2 m 直径孔，然后自上而下刷大。 4.24.2

7、 施工方法及顺序施工方法及顺序采用钻爆法施工，光面爆破，作业方式为一掘一喷，循环进尺 1.2 m。施工组织尽可能平行作业，缩短工期。具体做法：在装载硐室刷出 并浇灌 2m 墙后，施工煤仓上口段，锚梁网喷配筋浇注后；转入装载硐 室挑顶、浇混凝土、架梁；再施工仓体穿煤段以下部分；最后刷出斗口， 固定好仓口架，配筋浇注，铺设钢板。 4.3 几个关键问题的处理(1)仓体上部穿煤段的施工。爆破上采取多打眼、少装药、小循环 等控制措施，保证光面爆破的效果；支护上采用锚梁网喷作为临时支护 措施，全段共 13 m 刷完后，按设计要求配双层钢筋浇注混凝土。(2)双曲线漏斗的成型。理论上的双曲线漏斗在实际施工时无

8、法做 到，设计时，将其分为 8 段，每段高度 500 mm，浇注成折线，再用混凝 土抹成圆滑的曲线。(3)漏斗壁钢板的铺设。漏斗钢壁共由 8 块钢板圆台组成，设计时 给出每块钢板的详细展开图，按双曲线要求在地面卷板成型、试装、校 正，再根据现场装运条件分割并作标记运至现场组装焊接打光。5 5 结语结语该煤仓于 1998 年 10 月建成并投入使用，效果良好。通过该煤仓的 设计与施工，有以下几点体会：(1)大容量煤仓能够调节矿井生产能力小而采区生产能力大之间的 矛盾，有利于矿井生产能力的充分发挥。(2)双曲线漏斗是防治煤仓起拱堵塞的良好手段，再配以定期放空 气炮清仓效果更佳。而钢漏斗又大大提高了斗口的强度。设计时，如果 将钢漏斗组成块段的高度再分小些，取 200 mm(原双曲线钢漏斗总高度 不变)，双曲线效果会更好些。(3)加强管理，杜绝杂物、大块煤矸石入仓。初期，上口曾发生大 块杂物堵仓事故。(4)因工期、材料供应等原因，未施设缓冲台及煤位计探头，建议 今后增设。作者简介：李爱民，工程师，1990 年毕业于山东矿业学院采矿工程专业， 曾在有关杂志上发表论文多篇，现在徐州矿务集团三河尖矿总工办工作。 地址：江苏徐州市，邮码：221613。作者单位：徐州矿务集团三河尖煤矿(收稿日期：1999-07-12)