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钢混结构抗、让压墙体风门建造技术应用革新

  • 投稿丁丁
  • 更新时间2015-09-16
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冉长江① RAN Chang-jiang;李玉玺② LI Yu-xi

(①义煤集团跃进煤矿,义马 472300;②义煤集团耿村煤矿,渑池 472400)

摘要: 随着煤矿采深不断增加,矿山压力日益突出,井下建造的普通灰砂砖风门墙体,已经不能经受围岩压力的不断增大,造成墙体严重损毁,墙体的破坏周期不断缩短。导致风门墙体维修频繁,费时费工。鉴于此,我们总结以往的经验,经过多方综合论证,形成了这种抗、让压风门墙体的构思。一方面进行强力支护,一方面避让压力。在现场使用中避免风门的频繁维修及建造,节省了大量人力及物力。

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关键词 : 矿山压力;强力支护;避让压力

中图分类号:TD3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)23-0077-02

作者简介:冉长江(1979-),男,河南商丘人,助理工程师,研究方向为一通三防;李玉玺(1979-),男,河南洛阳人,工程师,研究方向为一通三防。

1 立项背景

跃进煤矿隶属于河南能源义煤公司,为义煤公司中部老煤矿企业,已有50多年的开采历史,煤矿采深不断增加,矿山压力更加显现,冲击地压也不断增强。23150工作面是我矿采深最深的一个工作面,深受冲击地压及地温的影响,井下现建的普通灰砂砖风门墙体,已经不能经受围岩压力的不断加大,对其墙体造成严重损毁,墙体的破坏周期不断缩短。风门安设其中,对风门也造成极大的损坏,变形严重,以至无法修复。

2 基本概况

23150综放工作面位于2-3采区下山,设计走向长度1117m,倾斜长度210m,煤层倾角10°~16°,其地面标高+586 ~ +527m,工作面标高-317~ -389m,下巷为冲击地压严重区域。

23150上巷外错10m布置在23130工作面采空区下部,进入23130工作面采空区后沿煤层破底板掘进。23150工作面东为矿井边界煤柱,西为23区下山保护煤柱北为23130工作面(已采),南为矿井边界煤柱。

23150上下巷车场风门位于其中,埋深大,压力大。上述种种原因,导致风门墙体维修频繁,费时费工。小型维修不断,3个月左右就需重新建造。鉴于此种情况,总结以往的经验,经过多方综合论证,形成了这种抗、让压风门墙体的构思。主体思路决定从两方面入手,一方面进行强力支护,一方面避让压力。这就打破了以往传统风门一道墙一道门的模式,采用两道墙一道门,墙体分为主体墙和辅助墙。主体墙即抗压墙体,采用钢筋混凝土结构,接实帮实顶,起到强力支护,并且兼顾了隔断风流的本职作用;辅助墙即避压墙体,体依托主体墙建造,采用普通砖混结构,但与巷道顶板及两帮完全不接触,不承受巷道压力,只用做稳固风门之用;两道墙体下部底板进行掏槽,浇注混凝土防止底鼓。主辅两道墙体即相辅相成,又融为一体,且又承担不同用途。

3 施工工艺

3.1 主体墙可采用钢筋混凝土浇注墙体,接实帮实顶,该方案具体施工工艺为:

①先在巷道帮、顶及底部掏槽,槽深500mm,槽宽800mm,底部有轨道,可绕过轨道在其下部掏槽。

②在底部掏槽部分连接成钢筋网格,做好底部基础。采用20#钢筋和10#钢筋编制成钢筋网格,用细铁丝捆绑。其钢筋网格尺寸为200mm×200mm,然后确定风门位置。

③搭建钢管架体,做好保护工作。施工人员围绕风门框预先确定的位置,自巷道底部掏槽至巷顶掏槽,自下向上全断面采用20#钢筋和10#钢筋编制钢筋网格,网格尺寸200mm×200mm。同时也需预留出调节风窗的位置。

④利用搭建好的钢管架,然后沿门框周围及底部搭建模板,并使之与掏槽纵向成一平行面,固定好模板,使之与钢筋网间隔20mm,最后往模板内浇注混凝土。

⑤水泥,沙和石子的比例为1:2:3,混合均匀浇筑,并使用震动棒使之压实,防止出现孔隙,影响施工质量。

⑥在混凝土凝结成型后,利用搭建好的钢管架,拆除模板。出现缝隙的情况下,一定要将缝隙重新填实,最后用水泥进行抹面,使之平滑,整体美观。

使用钢筋和混凝土制成的这种结构,钢筋承受拉力,混凝土承受压力,具有坚固、耐久、防火性能好等优点。

钢筋混凝土墙体主要承受来自巷道围岩的压力,采用的是强力支护的方式,墙体抗压能力得到增强,使墙体的破坏周期得到有效延长。

3.2 辅助墙体可采用普通灰砂砖墙体建造,不接帮接顶,不承受任何压力。辅助墙体建造在钢筋混凝土墙体的外侧,以钢筋混凝土墙体为依托,与钢筋混凝土墙体一体式建造。

辅助墙体采用普通灰砂砖结构建造,施工人员围绕风门框确定的位置进行施工;也可先把门框架设好再施工,即直接把门框埋设在辅助墙体中。其建造规格为800mm×500mm,砖体墙建成之后,进行抹面,使墙体平滑整洁。

其主要作用就是稳固风门,将风门安设在这部分墙体中,可以有效避让压力,避免风门受压变形,增加风门的使用寿命,同时保证风门开关灵活,为工作面通风系统稳定可靠起到关键作用。

4 钢混结构抗、让压墙体风门建造示意图

钢混结构抗、让压墙体风门建造示意图见图1。

5 效果验证

这种墙体建造方式在23150上下巷已建成使用,到目前已建成试用18个月的时间,未出现裂缝及损毁现象,大大地减少了风门的维修次数及墙体的维护措施。较之普通砖体墙风门使用寿命提高5-6倍以上。

主体墙和辅助墙两部分墙体相辅相成,融为一体,各自又担负不同的应用功能。有效维护了风门的完好,增加风门使用寿命,确保安全生产。避免风门的频繁维修及建造,节省了大量人力及物力。虽然建造成本高于普通砖体墙,但从使用寿命的大大提高,以及人力物力的投入大大减少等方面综合考虑,该项技术的应用创造了较大的经济效益。

6 结束语

在生产实践过程中,采用钢混结构抗、让压技术进行风门墙体建造,方法简单易行,可有效控制压力显现,避免通风设施的损毁。

实践证明,在应力集中区应用效果明显,有力地保障了通风设施的完好。

①此项风门建造技术,既维护了风门的完好,减少维修作业,同时延长风门使用寿命,节约生产成本。

②此项风门建造技术是一种简单有效的保护通风设施的建造技术,该项技术的探索及应用取得成功,打破了矿井通风设施传统建造模式,适合应用于应力集中区和采深大的矿井,并为通风设施的建造及发展扩宽了思路。

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参考文献:

[1]钱鸣高,刘听成 主编.矿山压力及其控制[M].煤炭工业出版社,1984.

[2]陈海波,曹仁举,马成民,董会臣.矿山压力的影响因素[J]. 煤炭技术,2014(03).

[3]张慈增.影响采煤工作面矿山压力的因素分析[J].内蒙古煤炭经济,2012(08).