快速修复区段煤仓的施工方法
摘要：本文针对区段煤仓在长期使用过程中出现的结构损伤、磨损及功能退化问题，提出一套系统化的快速修复施工方法。通过分析煤仓常见病害类型及成因，结合工程实践案例，从施工准备、材料选择、工艺流程、质量控制及安全保障等方面展开研究，重点解决传统修复方法效率低、周期长、成本高等问题。研究表明，采用模块化预制构件、高效粘结材料及机械化施工设备，可显著缩短修复工期，提升修复质量，保障矿井生产连续性。
关键词：区段煤仓、快速修复、模块化施工、粘结材料、质量控制
1 引言
区段煤仓作为煤炭运输系统中的关键节点，承担着储煤、缓冲及分流的职能。随着矿井开采深度增加及生产强度提升，煤仓结构长期承受动载荷、磨损及腐蚀作用，导致仓壁磨损、混凝土剥落、钢筋锈蚀等病害频发。传统修复方法多采用人工凿除、模板支护及现场浇筑工艺，存在施工周期长（通常需15-30天）、劳动强度大、质量波动大等问题，严重影响矿井生产效率。因此，开发一种高效、可靠的快速修复技术具有重要的工程意义。
2 煤仓病害类型及成因分析
2.1 常见病害类型
（1）仓壁磨损：主要由煤炭颗粒冲击及摩擦引起，表现为表面粗糙度增加、厚度减薄，严重时可导致穿孔。
（2）混凝土剥落：因冻融循环、化学侵蚀或钢筋锈胀引起，表现为表层混凝土脱落、钢筋外露。
（3）结构裂缝：由地基沉降、温度应力或超载引起，分为表面裂缝、贯穿裂缝及结构性裂缝。
（4）渗漏水：因防水层失效或混凝土裂缝导致，表现为仓壁潮湿、积水或煤泥附着。
2.2 成因分析
（1）材料因素：混凝土强度不足、抗冲磨性能差、防腐措施缺失。
（2）设计缺陷：仓壁坡度不合理、排水系统不完善、结构配筋不足。
（3）施工问题：浇筑质量差、养护不到位、模板支护变形。
（4）使用条件：煤炭含水量高、落差大、清仓频率低。
3 快速修复施工方法设计
3.1 模块化预制构件技术
针对传统现场浇筑工期长的问题，设计标准化预制构件，包括弧形仓壁板、加强肋板及防水封边条。构件采用高强耐磨混凝土（C60以上）制作，内配双层双向钢筋网，表面涂覆聚脲弹性体防磨层。构件尺寸根据煤仓断面定制，单块重量控制在200kg以内，便于人工安装。
3.2 高效粘结材料体系
选用改性环氧树脂粘结剂，具有以下特性：
（1）快速固化：初凝时间15-30min，终凝时间2-4h，满足连续施工需求。
（2）高强粘结：与混凝土基材粘结强度≥3.5MPa，抗剪强度≥5.0MPa。
（3）耐磨防腐：添加碳化硅微粉及聚四氟乙烯颗粒，摩擦系数降低至0.3以下。
3.3 机械化施工设备
（1）高压水射流清洗机：用于基面处理，压力200MPa，可彻底去除松动混凝土及锈蚀层。
（2）自动喷涂设备：实现粘结剂均匀涂覆，厚度控制精度±0.5mm。
（3）电动升降平台：提供稳定作业面，承载能力500kg，高度可调范围3-15m。
4 施工工艺流程
4.1 施工准备
（1）停产排空：提前24h停止向煤仓供煤，清理仓内积煤至安全高度。
（2）安全防护：搭建脚手架及防护网，设置警示标志，切断电源及水源。
（3）基面处理：采用高压水射流去除表面污物，对裂缝进行V型开槽（深度≥30mm）。
4.2 构件安装
（1）定位放线：根据设计图纸弹出构件安装控制线，误差≤5mm。
（2）粘结剂涂覆：采用锯齿状刮板均匀涂抹，厚度2-3mm。
（3）构件就位：使用电动葫芦吊装，通过调整螺栓实现精准对接。
（4）临时固定：采用磁性吸盘及快速卡具，确保构件稳定。
4.3 接缝处理
（1）密封胶填充：选用聚硫密封胶，宽度10-15mm，深度5-8mm。
（2）防水层施工：涂刷两道聚氨酯防水涂料，总厚度≥1.5mm。
（3）表面防护：喷涂硅烷浸渍剂，形成憎水保护层。
4.4 质量验收
（1）外观检查：构件安装平整度≤3mm/m，接缝错台≤2mm。
（2）粘结强度检测：采用拉拔试验，破坏面应位于混凝土基材内。
（3）渗漏试验：仓壁注水至设计水位，保持24h无渗漏。
5 质量控制要点
5.1 材料控制
（1）预制构件：出厂前进行三维激光扫描检测，尺寸偏差≤±2mm。
（2）粘结剂：每批次抽检流动度、固化时间及粘结强度。
（3）钢筋：采用环氧涂层钢筋，涂层厚度≥200μm。
5.2 过程控制
（1）基面处理：粗糙度达到Sa2.5级，含水率≤6%。
（2）施工环境：温度控制在5-35℃，相对湿度≤85%。
（3）养护制度：粘结层施工后覆盖塑料膜，养护时间≥72h。
6 工程应用案例
某矿-450m水平区段煤仓，直径12m，高度25m，服役10年后出现仓壁严重磨损（最大厚度减薄40%）、多条贯穿裂缝及渗漏水。采用本文方法进行修复：
（1）工期：传统方法预计28天，实际采用快速修复技术仅用7天完成。
（2）成本：材料费增加15%，但人工费减少60%，综合成本降低25%。
（3）效果：修复后仓壁耐磨性提升3倍，渗漏问题彻底解决，运行2年无异常。
7 安全保障措施
（1）人员防护：配备防尘口罩、安全带及防滑鞋。
（2）设备检查：每日开工前检查电动工具绝缘性能。
（3）应急预案：设置逃生通道，配备急救箱及灭火器。
8 结论与展望
本文提出的快速修复技术通过模块化设计、高效材料及机械化施工，实现了煤仓修复工期缩短75%、成本降低25%的目标。实际应用表明，该技术可有效解决传统方法的效率瓶颈，具有推广价值。未来研究可聚焦于智能监测系统集成及自修复材料开发，进一步提升煤仓全生命周期管理水平。
关键词：区段煤仓、快速修复、模块化施工、粘结材料、质量控制
简介：本文针对区段煤仓结构损伤问题，提出模块化预制构件、高效粘结材料及机械化施工的快速修复方法。通过病害分析、工艺设计、质量控制及工程应用研究，验证了该方法在缩短工期、降低成本及提升质量方面的优势，为矿井高效生产提供了技术支撑。
