立井不规则井壁浇筑混凝土支模问题及对策

立井不规则井壁浇筑混凝土支模问题及对策 立井不规则井壁浇筑混凝土支模问题及对 策 增刊 2011年7月 山西焦煤科技 ShanxiCokingCoalScience&Technology Supplement Ju1.2011 ? 试验研究? 立井不规则井壁浇筑混凝土支模问题及对策 董亚宁 (山西西山煤电股份公司镇城底矿,山西-b-交030203) 摘要镇城底矿高硫煤库上口段大面积垮塌,造成煤库出煤口堵塞,影响了煤库使用,为尽快 对其维修,加强煤库上1:7段支护强度,通过对支模技术进行创新,提高了井壁的抗冲击力,缩 短了工 期,节省了工程材料费用,为类似条件的立井维修,提供了借鉴. 关键词煤矿立井;不规则井壁;混凝土;支模;解决 中图分类号:TD262.5文献标识码:A文章编号:1672—0652(2011)增刊一0057—02 1煤矿立井浇筑混凝土井壁施工时存在的问题 山西西山煤电股份公司镇城底矿主井高硫煤库 因长期煤流冲刷,对库壁破坏较大,造成煤库内壁大 面积垮塌,影响煤库使用.在对煤库维修施工过程 中,采用”锚杆+铁丝网”作为临时支护,在锚网支护 前提下,浇筑混凝土,由于煤库总高为60.2m,维修 段为上锁口26m,为解决煤库壁施工打锚杆,挂网, 喷浆等临时支护施工平台问题,先对煤库进行填充煤 碴,自上而下,先临时支护1m,放走煤碴1m,临时支 护至26m位置时停止放煤;随后开始支模浇筑 500mm厚混凝土井圈. 1)根据目前浇筑混凝土井圈技术,为保证井圈 内径尺寸,大部分固定采用内撑式支撑,但在高 硫煤库维修中,因煤库库壁垮塌为不规则形状井壁, 且垮塌面积比较大,煤库原直径为4m,而垮塌最大 段直径为9m,如果维修成4m直径的煤库,不仅需 要的时间长而且人力和材料投入比较大,为了尽快使 煤库投入使用,且保证质量和安全,经过现场多次考 察和验证,决定将煤库沿着不规则的井壁进行浇筑混 凝土,由于这种施工方法对支模技术比较高,采 用传统的内撑式支模很不现实,所以需要采用一种新 的支模技术. 2)由于高硫煤库内壁垮塌为不规则形状,考虑 木模板灵活性,强度及工程钢模板柔韧性不够,并且 固定模板难度大,因此要求自制一种柔韧性好,灵活, 强度够且易于安装的施工模板. 2解决方案 1)为解决上口段维修支模问题,该矿采用悬挑 理论.在临时支护前提下,打注锚杆,利用锚杆一端 固定在岩石墙壁内,另一端悬挑模板及混凝土自重. 根据设计要求,混凝土浇注厚度为500mm,故锚杆采 用2500mm长螺纹钢锚杆,每根锚杆采用树脂药卷 MSCK2360和MSZ2380各一卷,由锚杆机注入岩石墙 壁内1900mm,外露600him,使其形成纵筋,其最外 端100mm用来固定模板.锚杆布置为上下两排,间 排距为600mm×660nlm,见图l.为保证浇注混凝 土的整体稳定性,可适当增加竖横钢筋. 锚杆承载力验算. 根据现场实际情况,每根锚杆承载力验算力学模 型简化为独臂悬挑梁: 载:gf 式中: 载一每根锚杆断面受荷载作用的最大剪力,N; f一锚杆外露端承载混凝土长度,m,取0.5; 收稿日期:2011—03—07 作者简介:董亚宁(1981一)男,山西万荣人,2001年毕业于山西省煤炭工业学校,助理工程师, 主要从事矿井开拓工作 (E—mail)838945458@qq.COB 山西焦煤科技2011年增刊 2.5m锚杆(纵筋) 图l混凝土酉己钢筋不意图 q一外露部分锚杆线荷载,N/m. q:,?Z1?h 式中: r__}昆凝土容重系数,t/m,取2.7; Z一每根锚杆承载混凝土宽度,m,取0.6; 一 每根锚杆承载混凝土高度,m,取0.66. 得: q:2.7×0.6×0.66=1.0692x10.N/m 承载=1069.2×0.5=534.6N 剪=‘A 式中: 剪一每根锚杆的有效抗剪力,N; 一 Q235螺纹钢抗剪应力,N/mm,取120; A一锚杆断面面积,mm,取314. 得: 剪=120x314=37680N 因为:载<剪,所以,每根锚杆的抗剪能力符 合要求. 2)模板采用自制模板,统一制作为3000mmx 1260mmx3mm.各角边焊接耳孔,底边采用3mm 厚钢板切割成尺寸为200mm×100mm连接板与大 模板采用普通焊缝连接,连接板外露端中穿螺栓孔直 径为12mm,底边连接板共7块,间距500mm,具体 尺寸见图2;边角连接采用等腰角铁50mmx50m/lq ×8mm,角铁与大模板采用普通焊缝连接.角铁上 螺栓孔直径为12rnm.每块模板上连接角铁共6块, 每边3块,间距500mm,具体尺寸见图2.并在模板 中部钻出l0个半径为16mill的锚杆孔,分为上下两 排,间排距为600mmx660mm.锚杆采用d20mm× 2500mm特制螺纹钢锚杆,外端丝扣长200mm.模 板与锚杆连接固定采用100mm×100him锚杆托盘, 内外螺帽扭紧固定,保证模板与内壁500mm尺寸. 螺栓孔 图2模板示意图 维修后的镇城底矿高硫煤库剖面图见图3. 图3维修后的镇城底矿高硫煤库剖面图 3应用前景及其优点 通过对支模技术的创新,该矿在煤库维修过程 中,可由工程进度,随时填放煤碴铺设施工平台,降低 施工高度,避免了高空作业中的不安全因素和事故的 发生;利用锚杆的悬挑作用直接固定现浇混凝土于岩 石内壁上,使现浇混凝土和原不规则井壁形成一个整 体式的井筒,提高了井壁的抗冲击力:同时由于采用 不规则井壁施工,工期缩短了20天,节省工程材料费 用32.8万.此施工经验,为类似条件的立井维修维 护,提供了一定的借鉴.