摘　要　陳四樓煤礦利用煤科總院北京建井研究所與常州煤礦機械廠共同研制生產的LM－120型反井鉆機施工采區煤倉，取得較好效果。實踐證明，該機在技術上是可行的，經濟上是合理的，具有顯著的經濟效益和社會效益。

　　關鍵詞　反井鉆機　煤倉　應用

1　工程概況

　　陳四樓煤礦北四采區煤倉（圖1）上口位于北四采區皮帶下山機頭硐室內，煤倉下部與北翼皮帶運輸大巷給煤機硐室相連接。

 

圖1　北四采區煤倉剖面

　　該煤倉上口設計標高為－404．430m，下口設計標高為－432．485m，煤倉高度為28．055m。整個煤倉由上口、倉帽、倉體和漏斗4部分組成，煤倉上口設計凈直徑為3m，倉體設計凈直徑為6m，壁厚均為400mm，混凝土標號為C20。

2　地質條件

　　北四采區煤倉所揭露的巖層主要為砂巖、泥巖和二2煤層，巖層傾角16°，層理、節理較發育，f＝4～6，圍巖較破碎；二2煤層厚度約2．5m，煤質松軟，無瓦斯，煤倉圍巖局部有淋水現象。

3　采區煤倉施工

　　因為北四采區煤倉施工前，皮帶下山機頭硐室和北翼皮帶動輸大巷已施工，所以采區煤倉采用LM－120型反井鉆機先鉆φ1．2m導硐后，再用光面爆破由上向下刷大的施工方法（圖2和附表）。

 

圖2　煤倉反井刷大炮眼布置

附表　煤倉反井刷大爆破參數

炮眼編號 爆破順序 眼數/個 跟距/mm 角度(°) 眼深/m 每個炮眼裝藥量 炮泥長度/mm 聯線方式

1～12 I 12 680 90 1.2 0.65 600 串并聯

13～30 II 18 698 90 1.2 0.65 600 串并聯

31～54 III 24 707 90 1.2 0.65 600 串并聯

55～100 IV 46 450 90 1.2 0.30 600 串并聯

合計 　 100 　 　 　 48.9 　 　

3．1　利用LM－120型反井鉆機施工煤倉反井

　　根據采區煤倉的技術特征及地質條件，煤倉施工選用了LM－120型反井鉆機。根據該鉆機的技術性能及特點，首先在北四采區皮帶下山機頭硐室內安裝該鉆機，經調試、試運轉后，根據測量標定的采區煤倉上口十字中心線，利用LM－120型反井鉆機自上向下施工1個φ244mm導向孔至煤倉下部北翼皮帶運輸大巷頂板，并與其貫通；然后將反井鉆機小鉆頭卸掉，換上φ1．2m的擴孔鉆頭由下向上擴孔至上水平。該孔可用于煤倉擴刷時的排矸、排水和通風。

3．2　煤倉的刷砌施工

　　當采區煤倉利用LM－120型反井鉆機貫通上下水平巷道后，再由上向下采用光面爆破法全斷面按煤倉設計規格短段擴刷施工，每次擴刷高度為2m，并及時打錨桿噴混凝土進行臨時支護，防止片幫。錨桿為φ16mm×1．8m的鋼筋樹脂錨桿，間排距為800mm×800mm，當遇到二2煤層或圍巖松軟、破碎時，及時加掛金屬網。金屬網規格為1m×1 m，網格為100mm×100mm，由φ6．5mm的鋼筋焊接而成，金屬網搭接長度為100mm；噴混凝土厚度為100mm。

　　首先完成煤倉上口和倉帽部分的刷砌施工，之后在其上面安裝封口盤，盤面上設有提升、風管、水管、溜灰管、噴漿管及人行梯等孔口，同時在煤倉上口機頭硐室內安裝1臺φ800mm的絞車，通過預埋在煤倉上口機頭硐室內的兩根18號工字鋼梁上安設的φ600mm的天輪提升1m3吊桶上下機具和材料，人員則沿鋼絲繩軟梯上下；然后刷砌施工煤倉倉體部分、給煤機硐室；最后刷砌施工煤倉漏斗部分。

　　在整個煤倉的擴刷施工中，打眼前須用1個自制的φ2m的鐵篦子蓋嚴φ1．2 m煤倉導硐孔，并鋪設厚50mm木板，防止人員墜入，確保施工安全。放炮前，由φ800mm絞車將自制鐵篦子提高到安全位置；放炮后，待大部分矸石經φ1．2m導硐自溜到下水平北翼皮帶運輸大巷給煤機硐室后，下放鐵篦子將φ1．2m導硐孔蓋住，人工將未溜盡的矸石攉入導硐溜放到皮帶運輸大巷給煤機硐室，最后由安裝在皮帶運輸大巷給煤機硐室內的0．6m3扒斗裝巖機將矸石裝入礦車運走。煤　　倉施工中的淋水或水管跑漏水流入皮帶運輸大巷內永久水溝排走。

　　煤倉澆筑施工用混凝土由安裝在機頭硐室內的攪拌機攪拌好，并由煤倉上口經溜灰管和溜灰活節管下送至煤倉砌筑工作面模板內。

4　技術經濟效益

　　（1）陳四樓礦北四采區煤倉原計劃施工工期為35d，由于采用了LM－120型反井鉆機施工，與采用普通法、爬罐法施工相比較，提高了機械化程度，掘進工效提高2倍，實際施工工期僅為21d，比原計劃工期提前了14d，加快了采區煤倉施工速度。

　　（2）煤倉施工采用LM－120型反井鉆機先鉆φ1．2m溜矸泄水孔，而后采用鉆爆法自上而下刷大成倉的方法，與普通法施工比較，降低了施工難度，提高了爆破效率，節約了大量的輔助時間和設備，經測算，節省投資約10％，成本降低約28％。

　　（3）由于采用反井鉆機施工煤倉為機械破巖，避免了采用普通鉆爆法施工對圍巖的擾動和破壞，鉆擴的溜矸孔壁光滑，有利于通風、排水和溜矸。根據《煤礦井巷工程質量檢驗評定標準》，利用LM－120型反井鉆機施工的陳四樓礦采區煤倉被礦區質監站評定為優質單位工程。

5　幾點體會

　　（1）由于采區煤倉施工首先利用LM－120型反井鉆機施工1個φ1．2m導硐與下部皮帶運輸大巷貫通，從而減少了在采區煤倉刷砌施工中排水、排矸、通風等設施和環節，加快了煤倉的施工速度，降低了工程成本。

　　（2）由于施工了導硐孔，從而增加了煤倉擴刷時光面爆破的自由面，大大提高了光爆效果，降低了炸藥和雷管等材料消耗。

　　（3）利用反井鉆機施工采區煤倉，改善了工作面的作業環境，提高了機械化程度，提高了工作效率，從而縮短了采區煤倉施工工期。

　　（4）在認真總結首次利用LM－120型反井鉆機施工陳四樓礦北四采區煤倉成功經驗的基礎上，又用同樣方法成功地為車集礦北風井施工了12采區煤倉，也收到了良好的效果，工程質量全優。現正利用該反井鉆機施工車集礦主井井底φ8m的豎直圓筒煤倉。

　　（5）實踐證明，利用反井鉆機施工煤倉具有機械化程度高、勞動強度低、安全可靠、速度快、質量好、成本低等優點，在技術上是可行的，經濟上是合理的，在條件適宜時應優先采用。