国家能源集团神东煤炭集团寸草塔二矿工程队内蒙古鄂尔多斯市017209
摘要：永久防火密闭的施工质量是防止采空区着火的基础性工程，是确保矿井安全生产的有力保证。施工工艺的改进是强化施工质量的根本保证，也是提高施工质量的有效途径。新设备应用于永久防火密闭施工中，不仅能够提高施工效率、降低材料损耗，还有效保证了施工过程中作业人员的安全。通过提高永久防火密闭的施工质量、改进其施工工艺，能够确保全矿井通风系统的稳定、可靠运行。
关键词：新工艺、新设备；混凝土输送泵；改装装载机；遗镏器；永久防火闭；应用
一、新工艺在矿井永久防火密闭施工中的应用
1.超前主动支护优化。首先，在构筑防火密闭地点、墙体两侧处顶板，分别打设两排Φ22mm锚索+钢带进行墙体承压预支护；并于施工前，在墙体内侧（采空区侧）架设3组木垛，搭设木垛采用“#”型方式搭设，木垛采用宽200mm×高200mm×长1200mm的道木搭设，并要求3个木垛打设位置成品字型。
2.密闭结构优化。为增强永久防火密闭的承压能力，保证密闭施工质量，将原来的“砖墙+黄土+砖墙”结构改为“砼墙+黄土+砼墙”结构；砼墙的厚度根据巷道断面大小来确定，一般为内砼墙0.75m厚，外砼墙1m厚；黄土层为5m厚。
3.砼墙模板支设优化。内侧模板（靠近采空区侧）先垂直顶底板支设7组14根木方，其中两组紧贴煤帮支设，其余5组均匀分布；同时，为保证墙体表面平整、光滑，模板使用“竹胶板+0.5m厚木板+立柱”相结合的方式进行支设，墙面侧使用竹胶板，用木板每隔0.2m支设一层用以支撑竹胶板，防止竹胶板出现凸凹现象，模板支设要密实，无缝隙，平面错差不超过2.0mm。外侧模板垂直顶底板支设7根单体支柱（自制套管式单体立柱+遗镏器），其中2根靠住煤帮支设，其余均匀分布，支设模板时与内侧模板支设方式（竹胶板+0.5m厚木板）相同；这种模板支设方式不仅能够有效防止出现跑模现象的发生，还做到了木板重复利用，减少了日常木板的浪费，有效提高了工作效率、保证了墙面的平整度。
4.砼墙拉筋优化。砼墙槽内施工2层钢筋网结构，间距400mm，每层要求为在槽内顶板、底板分别均匀打5根锚杆，在槽内两帮分别均匀打4根锚杆，锚杆规格为Φ18×2100mm，锚杆打入顶板、底板和两帮内深度均为500mm，外留长度为1600mm；锚杆间用Φ18mm钢筋搭接成井字形，顶部锚杆和底部锚杆用1根钢筋搭接，两帮锚杆用2根钢筋，搭接长度为200mm，锚杆与钢筋搭接处用3根14号铁丝绑扎成“#”字型结构。这样，使砼墙与巷道四周成一整体，有效提高了巷道承压能力。
5.减少漏风通道。为及时消除因煤壁破碎等原因而形成的漏风通道，在施工外砼墙时，特意在砼墙两侧留设3m抹角，将破碎煤体包严实；同时，施工完毕后，及时在黄土层充填高分子材料，然后，在墙体及两帮、顶板15m范围内进行喷浆，有效减少了漏风通道。
5.“三管两注”优化。防火密闭施工过程中要按规定位置留设“三管两柱”，并将其引出墙外。具体标准如下：
①在密闭墙距底板1700mm处设直径不小于25mm的观测管，用于观测压差、气温和取样，孔口安装阀门，并用黄油封堵。
②在密闭墙距底板1500mm设置直径不小于100mm的措施管，孔口安装阀门要密封，并用黄油封堵。
③距底板高300mm设直径为159mm的反水管（U型），用于观测水温及排水，实现水封。
④观测管、措施管、反水管在闭内留设长度为500mm，闭外留设长度为300mm。
⑤在闭墙距顶板300mm处留设注高分子材料管2根，外露长度200mm。
二、新设备在矿井永久防火密闭施工中的应用
1.料斗式自卸装载机的应用。目前，各矿井在施工混凝土密闭、充填黄土时，大多还停留在人工浇筑完成，为提高工作效率、减轻作业人员劳动强度，在引进设备方面做了许多的尝试；料斗式自卸装载机，主要是对装载机原铲斗改装成料斗式，利用液压系统通过操作油缸将料斗底部铲板进行抽拉，从而实现预期的低装、高卸效果；通过试用，有效提高了工作效率，可以实现混凝土密闭的浇筑及黄土的充填。
2.HBMG-30型煤矿用混凝土泵的应用。混凝土泵正越来越广地应用在建筑、交通、能源等基础设施建设中，它对保证工程质量、提高施工速度起着十分重要的作用，它能一次连续地完成水平输送和垂直输送并浇筑，有着机械化程度高、效率高、占用人力少、劳动强度低和组织简单等优点；该设备配备了一台45KW电机，使用交流电机作驱动动力源，液压系统采用开式油路，能够完全满足井下混凝土密闭施工要求；该设备在投入到井下混凝土密闭施工中后，大大提高了工作效率，一道混凝土密闭的浇筑工作由原来的20人纯人工3个小班完成，到现在的6个人一个小班完成；同时，由于混凝土在输送过程中均属带压状态，保证了砼墙封顶时的严密性；还避免了由于施工时中间间隔时间较长造成的混凝土分层现象，有效保证了砼墙的质量。
3.自制单体立柱在支设模板过程中的应用。在施工混凝土密闭时，为保证模板支设牢靠、平稳，使用自制套管式单体+移镏器做立柱进行模板支设；这样，用该装置代替原来的摩擦式单体、方木立柱，有效提高了安全系数，防止了单体倾倒对作业人员造成伤害，也减轻了员工劳动强度、减少了方木的浪费，做到了重复利用。
三、施工过程中安全技术措施
1.为防止掏槽及密闭施工过程中有毒有害气体涌出造成人员伤害，班长及跟班队长必须佩带便携式瓦检仪、氧气检测仪、一氧化碳报警仪，必须保证仪器完好，并在施工地点顶板上吊挂该三种便携式仪器。瓦检员适时检查施工地点的有毒有害气体浓度，当瓦斯浓度超过1%时，必须立即停止施工。
2.为保证砼墙质量、不出现堵管现象，当班必须将砼墙施工完毕，尽量保证混凝土不间断，若特殊情况需要停泵时，时间不得超过30min，若超出时，必须10-15min开泵一次，反泵2-3个行程，再正泵2-3个行程；并安排专人经常观察模板有无移动、变形情况，发现问题应立即停止浇灌进行处理，并应在已浇筑的混凝土凝结前恢复完好。
3.浇筑混凝土时必须进行振动，振动棒应快插慢拔，插点要均匀排列，每浇筑400mm振动一次，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。振捣上一层时应插入下层50mm，以消除两层间的接隙。振动至无气泡产生为止。振动作业必须贯穿浇筑砼墙全过程。
4.除模板时一人扶住单体支柱，先将木楔子、铁丝等全部取下，然后解开防倒绳，最后缓慢释放移溜器将单体支柱放到指定位置，等单体支柱拆除完后，开始从上往下逐层拆除模板，不得强力震动或硬撬硬砸，不得大面积同时撬落。
5.人员在黄土层内进行夯实时，必须保证有压风管路正常供风，并随身携带氧气、一氧化碳、甲烷便携仪，防止出现缺氧现象。
6.在施工密闭前，必须提前进行掏槽，掏槽按照先上后下的工序进行，掏槽后余煤必须清理干净，不得在闭内堆积。掏槽时，作业人员必须戴好防护眼镜、耳塞等防护用品，防止飞溅的煤渣伤人或风镐噪音对员工造成伤害。
7.填黄土时，由下向上充填黄土并逐层夯实，充满到巷道顶板；每充填300mm进行一次木锤夯实；使用装载机堆黄土时，每堆一铲必须夯实一次；黄土与巷道接壤处必须重点夯实。黄土内的固结块必须捡出，严禁有其他固体物和材料，尤其是可燃性材料。待整个防火闭施工完毕后用高分子密闭充填材料注实。
8.在施工密闭前，必须按要求在闭内（采空区侧）进行岩粉撒布工作，
实施新的施工工艺、应用新的设备后，确保了永久防火密闭的安全、高效施工，减少了采空区漏风通道，消除了由于密闭施工质量差造成的采空区着火事故，确保了通风系统的稳定可靠，为全矿安全生产提供了有效保障。
参考文献
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