牛秀麗,白 宇
(晉能控股裝備制造集團公司寺河煤礦二號井 山西 晉城 048000)
晉能控股裝備制造集團公司寺河煤礦二號井始建于1994年,管狀帶式輸送機起點寺河煤礦二號井選煤廠和項目終點華昱工業(yè)園,距晉城市約30 km。管狀帶式輸送機主要是解決華昱公司原料煤和燃料煤的運輸問題,緩解公路運輸壓力和減少揚塵保護環(huán)境而修建的一條空中運輸走廊。管狀帶式輸送機運輸距離為8 467 m,是山西省單臺運行距離最長的設(shè)備。根據(jù)地形決定架設(shè)高度,支撐立柱高度在0.26 m~28 m之間;采用變頻控制驅(qū)動,配備4×1 250 kW電機;輸送量為300萬噸/年,管徑?400 mm,帶寬1 600 mm,小時運量1 000 t/h,為保障兩單位煤炭連續(xù)、平穩(wěn)、安全運行尤為重要。
管狀帶式輸送機沿線共設(shè)支撐立柱支點336個,共有337跨桁架,采煤塌陷區(qū)共設(shè)支撐立柱支點50個,桁架51跨,其中編號為JC019~JC037號共19根支撐立柱,正好位于煤礦回采巷道的上方,回采工作面距地面約90 m,由于該巷道回采工作于近期完成,造成地面出現(xiàn)了不同程度的下沉現(xiàn)象,管狀帶式輸送機支撐立柱受此影響,出現(xiàn)了不同程度的下沉、傾斜現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了管狀帶式輸送機的正常運行。在進行治理前管狀帶式輸送機處于停運狀態(tài)。管狀帶式輸送機停運每天造成的經(jīng)濟損失約為76 000元。為了減少停運時間,降低經(jīng)濟損失,經(jīng)工程類比法,采用可調(diào)節(jié)支座保障管狀帶式輸送機安全、平穩(wěn)運行。
圖1 部分支撐立柱分布示意圖
在采空區(qū)上方支撐立柱均受到不同程度的擾動,其中JC028、JC029支撐立柱如圖2所示,JC028號支撐立柱:總沉降量1 498 mm,向北傾斜250 mm,JC029號支撐立柱:總沉降量1 469 mm,向南傾斜70 mm。
圖2 部分支撐立柱下沉、傾斜現(xiàn)場圖片
表1 19-37支撐立柱下沉實測數(shù)據(jù)
管狀帶式輸送機的正常運轉(zhuǎn)離不開沿線支撐立柱支撐系統(tǒng),支撐立柱基礎(chǔ)的下沉一般傳統(tǒng)治理方式有煤礦開采巷道注漿處理方式、支撐立柱基礎(chǔ)加固打樁處理方式,受采空區(qū)影響下,首次采用可調(diào)節(jié)式支撐立柱支座加工安裝的方式進行處理,安裝可調(diào)節(jié)式支撐立柱支座對比傳統(tǒng)的治理方式存在以下優(yōu)點,詳細情況見下表:
表2 工程類比表
綜上所述安裝可調(diào)節(jié)式支撐立柱支座的處理方式具有:施工周期短、施工成本低、施工材料環(huán)保、施工方法簡單等特點,因此可調(diào)節(jié)式支座在采煤沉陷區(qū)管狀帶式輸送機支撐立柱下沉中的施工應(yīng)用既是必要的,也是可行的。
傳統(tǒng)的管狀帶式輸送機支撐立柱墊肩、支座高度是固定不變的,可調(diào)節(jié)式支座在2個普通梯形支座壁上進行打孔,打孔數(shù)量可根據(jù)現(xiàn)場情況而定,一般為7~10孔,孔間距為100 mm,再將2個普通梯形支座叩在一起,組合成為可調(diào)節(jié)式支座。
用槽鋼將需要調(diào)整的支撐立柱兩側(cè)桁架連接處進行固定,固定槽鋼為2道。
在支撐立柱兩側(cè)1 m處用枕木木垛至距桁架底部350 mm處,用4臺千斤頂將桁架支起,同時桁架兩側(cè)配備2臺50 t吊車吊住桁架,防止桁架擺動。
松動支撐立柱墊肩螺絲,利用千斤頂,邊頂邊松螺絲直至桁架和支撐立柱分離。
快速調(diào)整、墊高或者更換支撐立柱,調(diào)整完成后,進行測量,確保支撐立柱高度達到設(shè)計要求,確認(rèn)無誤后將桁架慢慢放置支撐立柱墊肩上進行固定,如有誤差,根據(jù)實際情況可利用牛腿進行固定。
墊高支撐立柱支座為可調(diào)式移動支座,支座可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行上下調(diào)節(jié)。支撐立柱高度可根據(jù)現(xiàn)場實際情況利用移動式支座進行上下調(diào)節(jié)。
如果發(fā)生再次沉降,可以利用可調(diào)節(jié)式支撐立柱現(xiàn)場立即進行升高調(diào)節(jié),每個螺母之間可調(diào)節(jié)10 mm,最大可調(diào)節(jié)高度為900 mm。
該技術(shù)成果完美的解決了管狀帶式輸送機支撐立柱在采煤塌陷區(qū)下沉后的處理,保障了管狀帶式輸送機的正常運轉(zhuǎn),把經(jīng)濟損失降到了最低限度,通過五個方案的對比,摒棄了傳統(tǒng)的管狀帶式輸送機支撐立柱下沉處理方式,創(chuàng)新性的使用了可調(diào)節(jié)式支座,因此可調(diào)節(jié)式支座在采煤塌陷區(qū)管狀帶式輸送機支撐立柱下沉中的施工應(yīng)用既是必要的,也是可行的。
維修后,經(jīng)過一年的觀測,最大變形量穩(wěn)定在3 mm~23 mm區(qū)間,支撐立柱變形最小的是JC033號,最大的是JC028號,未進行二次微調(diào),能夠滿足管狀帶式輸送機安全運行。具體效果如下圖所示:
圖3 治理后效果圖
通過采用可調(diào)節(jié)式支座調(diào)節(jié)采煤塌陷區(qū)管狀帶式輸送機支撐立柱,經(jīng)過一年的觀測,在采煤塌陷區(qū)內(nèi)管狀帶式輸送機支撐立柱下沉量在可調(diào)式支座調(diào)節(jié)范圍內(nèi),且能滿足安全運行要求。使用可調(diào)節(jié)式支座的處理對比傳統(tǒng)的處理方式具有施工周期短、施工成本低、施工方法簡單、環(huán)境污染低、推廣容易等特點,在今后帶式輸送機的建設(shè)發(fā)展過程中,凡是遇到采煤塌陷區(qū)、地質(zhì)塌陷區(qū)等地形地貌較為復(fù)雜地區(qū),容易產(chǎn)生塌陷造成基礎(chǔ)下沉地段,不管是前期設(shè)計,還是后期改造支撐立柱施工時均可采用可調(diào)節(jié)式支座,為類似礦井提供了可行性實踐。