給煤機溜槽預(yù)埋螺桿加固方法的研究與實踐

翟中朝

(山西焦煤西山煤電 斜溝選煤廠，山西 興縣 033602)

1 概 況

斜溝選煤廠有儲煤倉11個，給煤機138臺，給煤機入料溜槽固定方式均為預(yù)埋螺桿。自投產(chǎn)以來，經(jīng)過8 a使用，部分溜槽法蘭與漏斗口下底面之間出現(xiàn)了10～20 mm的間隙(圖1)，細(xì)顆粒煤易跑出，污染周邊環(huán)境，也加快了預(yù)埋螺桿和給煤機入料溜槽的腐蝕速度。同時由于螺桿變形，螺母無法緊固，部分給煤機入料溜槽的預(yù)埋螺桿出現(xiàn)了松動和螺紋失效的問題。此種問題大部分集中出現(xiàn)在產(chǎn)品倉，該廠有4個30 000 t級產(chǎn)品倉，布置形式為圓形排倉[1]，倉體直徑30 m，倉體高65 m，每個產(chǎn)品倉下有給煤機16臺，總計64臺。因產(chǎn)品倉給煤機集中，空間受限且樓板下方有事故池，樓板荷載不足，無法從地面安設(shè)支柱加固溜槽。針對此種情況，利用給煤機入料溜槽上部空間及漏斗口鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，采用植筋方式制作抱箍，并用索具螺旋扣對入料溜槽進(jìn)行拉緊后重新加固。

圖1 漏斗下底面與溜槽法蘭結(jié)合面間隙示意

2 成因分析

2.1 不同類型給煤機上下部件之間的連接關(guān)系

(1)GLD系列帶式給煤機[2]、往復(fù)式給煤機的入料溜槽與漏斗口下底面的連接方式相同，如圖1所示，不同點在于帶式給煤機由地面HM200型鋼立柱制作的平臺支撐，而往復(fù)式給煤機是直接通過法蘭與入料溜槽連接，大部分承重受力點在預(yù)埋螺栓上。現(xiàn)場生產(chǎn)過程中，為確保混煤下料通暢，帶式給煤機入料溜槽上多安裝有振搗器。

(2)振動給煤機的入料溜槽、入料收集箱與漏斗口下底面之間的連接方式與帶式給煤機基本相同，主機承重也由地面HM200型鋼立柱制作的平臺支撐，而運動部件則通過柔性部件(即鋼絲繩與拉伸彈簧)與漏斗上固定的槽鋼支架連接。

2.2 預(yù)埋螺桿松動

(1)施工矯正因素：預(yù)埋螺桿的施工精度低[3]，在混凝土未完全凝固前，施工人員二次敲擊矯正，造成螺桿出現(xiàn)左右活動余量，后期加載時，缺陷螺桿失效，造成其他螺桿受力增加，逐漸失去緊固作用，造成入料溜槽上法蘭和漏斗底面之間縫隙增大。

(2)物料因素：為確保物料進(jìn)入給煤機運動部件后不向后拋料，各類型給煤機入料溜槽底板都會傾斜一定角度[4]，來自物料的自重會通過斜板傳遞給預(yù)埋螺桿。預(yù)埋螺桿承受剪切力和拉力，同時給煤機運動部件的送料過程，會增大預(yù)埋螺桿上的剪切力。

(3)維檢人員因素：使用過程，因螺母銹蝕，部分維檢人員會對準(zhǔn)預(yù)埋螺栓上的螺母進(jìn)行敲擊，也是造成預(yù)埋螺桿松動的原因。同時，維檢人員在緊固螺母時，若不進(jìn)行卸載(即放空漏斗物料)，緊固力矩會相應(yīng)增大，造成螺桿所受拉力增大，也是螺桿松動的原因之一。

(4)腐蝕因素：隨著使用時間的延長，入料溜槽法蘭與漏斗底面結(jié)合處的膠料或密封用素水泥碳化失效[5](現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)該部位絕大多數(shù)無密封痕跡)，造成腐蝕物隨預(yù)埋螺桿向內(nèi)蔓延，也是預(yù)埋螺桿松動的原因之一。

以上主要是針對帶式給煤機預(yù)埋螺桿松動的主要因素進(jìn)行了分析，針對這些因素制定了改善方案。振動給煤機、往復(fù)式給煤機或其他類型給煤機松動的原因也與此相似。但往復(fù)式給煤機因其整機自重除驅(qū)動部分外最終受力點在預(yù)埋螺栓上，同時因曲柄連桿機構(gòu)的往復(fù)運動造成振動較大，因此往復(fù)式給煤機入料溜槽的預(yù)埋螺桿更容易出現(xiàn)松動現(xiàn)象，預(yù)埋螺桿的使用周期明顯低于帶式給煤機和振動給煤機。

3 加固方法

總體方案是將漏斗口鋼筋混凝土作為主承重載體，首先用錨固植筋[6]、焊接的方法將20#A型槽鋼制作成一圈抱箍，作為給煤機入料溜槽的二次加固連接體；其次用索具螺旋扣將入料溜槽和上方抱箍進(jìn)行連接拉緊；再者利用灌漿料、粘結(jié)劑將原有入料溜槽法蘭與混凝土的結(jié)合面進(jìn)行密封，如圖2所示。本次方案論述主要針對帶式給煤機，其他類型給煤機入料溜槽預(yù)埋螺桿的加固可參考此方案，基本方法相同，具體如下：

圖2 加固示意

(1)基層處理和鉆孔：對安裝抱箍的漏斗口鋼筋混凝土表面進(jìn)行清理、鑿毛，清理和鑿毛寬度為200 mm。水鉆鉆孔，鉆孔直徑35 mm，深度200 mm，每面雙排鉆孔、孔距300 mm，如圖3所示。鋼筋：采用HRB400級鋼筋[7]，鋼筋抗拉強度設(shè)計值fy=360 N/mm2。水鉆鉆孔要依據(jù)儲煤倉施工圖紙錯開鋼筋，若鉆頭碰到鋼筋可適當(dāng)調(diào)整開孔位置。

圖3 鉆孔位置示意

(2)安裝固定抱箍，加固采用20#A型槽鋼，槽鋼開孔且在槽口上焊接吊耳，開孔位置對應(yīng)墻體開孔位置。槽鋼開孔后打磨除銹，刷2 mm厚粘鋼膠粘貼于對應(yīng)的混凝土墻體上[8]，并使用膨脹螺栓進(jìn)行預(yù)緊固定，再使用?32鋼筋植筋膠錨固[9]，待粘鋼膠固化后對槽鋼與鋼筋連接部分進(jìn)行滿焊。錨固必須采用符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范GB 50367—2013》要求的膠粘劑，采用能承受動力作用的A級膠，采用專門配置的改性環(huán)氧樹脂膠粘劑或改性乙烯基脂類膠粘劑。

(3)焊接耳板式吊耳[10]，在給煤機入料收集箱或入料溜槽上焊接耳板式吊耳，與抱箍上的吊耳對應(yīng)，完成后對溜槽進(jìn)行打磨除銹、刷環(huán)氧富鋅底漆一遍、環(huán)氧富鋅面漆兩遍。

(4)安裝索具螺旋扣，安裝前放空該漏斗內(nèi)物料，清理入料溜槽法蘭與漏斗底面結(jié)合處縫隙內(nèi)的雜物，并向縫隙內(nèi)打入耐腐蝕和粘結(jié)性較好的密封膠。用50 t千斤頂將給煤機入料溜槽頂回原位置，安裝上索具螺旋扣并預(yù)緊，同時擰緊預(yù)埋螺桿上的螺母，螺桿螺紋損壞可考慮套絲或直接焊接。完成后，去掉千斤頂，待膠料凝固后可正常投入使用。

上述為主要加固內(nèi)容，后期可依據(jù)實際情況，使用厚12 mm及以上的鋼板適當(dāng)加寬給煤機入料溜槽法蘭，并使用筋板將其與入料溜槽外板焊接，新法蘭與舊法蘭對接處要滿焊。該方案為地面安設(shè)支柱進(jìn)行加固的替代方案，主要應(yīng)用在施工空間受限、地面荷載不足的場所。若條件足夠，仍建議采取地面安設(shè)立柱加固的方法，也可以兩種方案混合使用。

4 應(yīng)用效果

斜溝選煤廠先后對32臺給煤機入料溜槽進(jìn)行加固，首先是通過制作抱箍及吊耳、安裝索具螺旋扣的方式降低了給煤機入料溜槽上預(yù)埋螺桿所受的拉力，如圖2所示。其次是入料溜槽法蘭緊固后，使用膠料將入料溜槽法蘭與漏斗口底面之間的縫隙密實，阻止跑冒滴漏，通過圖1、圖3對比可看出，圖1中所出現(xiàn)的縫隙已全部填充密實。3 a使用期間，修復(fù)過的入料溜槽法蘭處預(yù)埋螺桿沒有松動或銹蝕加劇現(xiàn)象，抱箍、吊耳受力點完好，法蘭處未有跑冒滴漏情況出現(xiàn)，整體使用工況滿足需求。

5 結(jié) 語

給煤機入料溜槽預(yù)埋螺桿加固方法的成功應(yīng)用，減少了溜槽的二次更換和混凝土預(yù)埋件的修復(fù)費用，同時節(jié)約了因溜槽更換和修復(fù)需要清倉和停產(chǎn)的費用。結(jié)果表明，采用制作抱箍和使用索具螺旋扣(花籃螺栓)拉緊為主的加固方法，在空間受限場所的使用中證明了其有效性和經(jīng)濟性，遏制了現(xiàn)場隱患的進(jìn)一步惡化，取得了良好效果，可作為選煤廠所有儲料倉入料溜槽預(yù)埋螺桿加固的參考方案。