煤倉是煤礦安全生產(chǎn)過程中極其重要的一個環(huán)節(jié)，但常常由于技術(shù)條件、施工條件、地質(zhì)因素等影響，損壞、變形等地質(zhì)成因一直成為制約礦井安全生產(chǎn)和發(fā)展的重要阻礙。在陜煤集團(tuán)銅川礦業(yè)公司下石節(jié)煤礦有這樣一個科技攻關(guān)小組，在面對該礦地質(zhì)條件復(fù)雜，常規(guī)煤倉施工不能有效滿足安全生產(chǎn)情況下，用他們的智慧和才華開啟了一場不負(fù)此行的創(chuàng)新之旅。

老難題變新難題原有工藝水土不服

下石節(jié)煤礦原有214煤倉給煤硐室長期受到周圍采動影響，原有承重結(jié)構(gòu)變形破損嚴(yán)重等情況一直阻礙礦井的安全生產(chǎn)。針對原有214煤倉給煤硐室對這一實際情況，攻關(guān)小組技術(shù)人員多次深入井下現(xiàn)場實地勘察，對214煤倉給煤硐室穩(wěn)定性影響因素進(jìn)行了多方論證和分析發(fā)現(xiàn)：在高應(yīng)力作用下，硐室承載結(jié)構(gòu)及圍巖將處于較大范圍的剪切屈服狀態(tài)，混凝土承載結(jié)構(gòu)因圍巖的強(qiáng)烈擠壓而發(fā)生拉伸破壞，從而導(dǎo)致給煤硐室混凝土承載結(jié)構(gòu)極易發(fā)生破壞;硐室底板炭質(zhì)泥巖及根土巖遇水后膨脹及弱化，導(dǎo)致底板圍巖強(qiáng)烈鼓出，在給煤硐室混凝土底梁隨著底板圍巖強(qiáng)烈鼓出、破壞的同時，立柱也因此受到擠壓而發(fā)生強(qiáng)烈剪脹并完全處于拉伸破壞狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土承載結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)破壞;面對這一情況，攻關(guān)小組幾度陷入沉思，現(xiàn)有技術(shù)是通過人為提高給煤硐室支護(hù)強(qiáng)度、圍巖強(qiáng)度及采取有效排水措施等方法，但均不能從根本上解決煤倉因給煤硐室圍巖易受水、壓力等因素影響，特別是給煤硐室強(qiáng)烈底鼓導(dǎo)致煤倉不能安全、高效使用的難題。老難題不解，新問題層出不窮，面對傳統(tǒng)工藝的水土不服，攻關(guān)小組在多方論證和商討后，得出的結(jié)論只有另辟蹊徑。

科學(xué)巧解困局新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生

針對下石節(jié)煤礦214煤倉圍巖地質(zhì)條件、現(xiàn)有214煤倉給煤硐室承載結(jié)構(gòu)變形破壞特征，攻關(guān)小組進(jìn)行了縝密的科學(xué)論證和技術(shù)分析，并積極與上級技術(shù)部門和專業(yè)科研機(jī)構(gòu)院校聯(lián)系，對存在問題一一進(jìn)行了梳理，大家一致認(rèn)為，既然214煤倉給煤硐室混凝土承載結(jié)構(gòu)受圍巖、水及壓力的長期影響而變形破損嚴(yán)重，不能滿足礦井正常生產(chǎn)需要，那就從新掘的3#煤倉入手，從保證3#煤倉的長期安全使用要求出發(fā)，根據(jù)3#煤倉的圍巖條件及其與周圍工作面的相對位置關(guān)系等地質(zhì)采礦條件，綜合運(yùn)用理論分析、計算機(jī)數(shù)值模擬等研究方法，詳細(xì)分析了214煤倉給煤硐室失穩(wěn)破壞原因及其穩(wěn)定性影響因素，并在此基礎(chǔ)上開展了新型壁掛式直立煤倉的設(shè)計研究。

為有效解決該礦井下4-2#煤層底板圍巖松軟、遇水急劇膨脹、煤倉下口給煤硐室支護(hù)等難點問題，攻關(guān)小組制定了切合實際的施工方案和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對施工過程中的布筋、混凝土配比、澆筑等工藝進(jìn)行了科學(xué)設(shè)計。并深入現(xiàn)場全程跟蹤指導(dǎo)基層區(qū)隊嚴(yán)格按照施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)保證措施及安全技術(shù)措施進(jìn)行精細(xì)化施工。充分利用沿井筒周向均勻布置的特制工字鋼梁的特殊結(jié)構(gòu)，有效改善了煤倉面板的受力結(jié)構(gòu)，通過將工字鋼梁懸掛固定到煤倉倉壁上，取消了下部支撐，然后整體澆筑形成高15米，直徑5米的壁掛式煤倉，大大節(jié)約了給煤硐室空間。同時，對3#煤倉下口上下10m范圍內(nèi)暗皮帶井進(jìn)行提前加固，在原有支護(hù)基礎(chǔ)上采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨網(wǎng)索配合單體工字鋼梁復(fù)式支護(hù)，有效提高支護(hù)承載結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)一步提高3#煤倉的安全性和穩(wěn)定性。壁掛式煤倉施工工藝不僅可以達(dá)到技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的施工要求，并且填補(bǔ)了國內(nèi)此項技術(shù)空白。

創(chuàng)新之旅不負(fù)此行載譽(yù)而歸贏得贊譽(yù)

通過該技術(shù)在井下縝密的施工和一年以上的使用情況，以及3#煤倉現(xiàn)場工業(yè)性試驗表明，該新型煤倉較好的解決了煤倉因給煤硐室圍巖易受水、壓力等因素影響，特別是給煤硐室強(qiáng)烈底鼓導(dǎo)致煤倉不能安全、高效使用的技術(shù)難題;減少了給煤硐室的建設(shè)與維護(hù)費(fèi)用，而且極大地縮短了煤倉的建設(shè)時間。使用效果表明，該煤倉結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、安全可靠、便于維護(hù)，在類似條件下，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值，累計每年為該礦節(jié)約資金197萬余元。

該項目申請了國家專利，并在公司年度科技大會上一舉多得科技進(jìn)步一等獎殊榮。榮譽(yù)的取得使參與這次技術(shù)革新的所有人員內(nèi)心感到無比自豪和驕傲，參與該項目的小田說：這真是一場酣暢淋漓的科技之旅，其中有太多的艱辛、勞累和汗水，但內(nèi)心感受最多的是每個人為了打贏這場戰(zhàn)役的堅定信心和責(zé)任心。作為下石節(jié)煤礦科技中堅力量的他們從未停歇，已經(jīng)全身心投入到另一個為了礦井持續(xù)發(fā)展的科技創(chuàng)新旅程中，每一次的出發(fā)都是一場為了助力公司、礦改革大潮不負(fù)時光、不枉此行的使命擔(dān)當(dāng)，為實現(xiàn)企業(yè)的跨越發(fā)展燃燒激情、奉獻(xiàn)力量!