管狀帶式輸送機受采空區塌陷影響的治理實踐

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）

0 引言

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備。根據地形決定架設高度，支撐立柱高度在0.26 m~28 m之間；采用變頻控制驅動，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、平穩、安全運行尤為重要。

1 工程概況

管狀帶式輸送機沿線共設支撐立柱支點336個，共有337跨桁架，采煤塌陷區共設支撐立柱支點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，造成地面出現了不同程度的下沉現象，管狀帶式輸送機支撐立柱受此影響，出現了不同程度的下沉、傾斜現象，嚴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。管狀帶式輸送機停運每天造成的經濟損失約為76 000元。為了減少停運時間，降低經濟損失，經工程類比法，采用可調節支座保障管狀帶式輸送機安全、平穩運行。

圖1 部分支撐立柱分布示意圖

在采空區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、傾斜現場圖片

表1 19-37支撐立柱下沉實測數據

2 工程類比

管狀帶式輸送機的正常運轉離不開沿線支撐立柱支撐系統，支撐立柱基礎的下沉一般傳統治理方式有煤礦開采巷道注漿處理方式、支撐立柱基礎加固打樁處理方式，受采空區影響下，首次采用可調節式支撐立柱支座加工安裝的方式進行處理，安裝可調節式支撐立柱支座對比傳統的治理方式存在以下優點，詳細情況見下表：

表2 工程類比表

綜上所述安裝可調節式支撐立柱支座的處理方式具有：施工周期短、施工成本低、施工材料環保、施工方法簡單等特點，因此可調節式支座在采煤沉陷區管狀帶式輸送機支撐立柱下沉中的施工應用既是必要的，也是可行的。

3 施工方法

傳統的管狀帶式輸送機支撐立柱墊肩、支座高度是固定不變的，可調節式支座在2個普通梯形支座壁上進行打孔，打孔數量可根據現場情況而定，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，組合成為可調節式支座。

用槽鋼將需要調整的支撐立柱兩側桁架連接處進行固定，固定槽鋼為2道。

在支撐立柱兩側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。

快速調整、墊高或者更換支撐立柱，調整完成后，進行測量，確保支撐立柱高度達到設計要求，確認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，根據實際情況可利用牛腿進行固定。

墊高支撐立柱支座為可調式移動支座，支座可根據現場實際情況進行上下調節。支撐立柱高度可根據現場實際情況利用移動式支座進行上下調節。

如果發生再次沉降，可以利用可調節式支撐立柱現場立即進行升高調節，每個螺母之間可調節10 mm，最大可調節高度為900 mm。

該技術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下沉后的處理，保障了管狀帶式輸送機的正常運轉，把經濟損失降到了最低限度，通過五個方案的對比，摒棄了傳統的管狀帶式輸送機支撐立柱下沉處理方式，創新性的使用了可調節式支座，因此可調節式支座在采煤塌陷區管狀帶式輸送機支撐立柱下沉中的施工應用既是必要的，也是可行的。

4 現場效果

維修后，經過一年的觀測，最大變形量穩定在3 mm~23 mm區間，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，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

5 結論

通過采用可調節式支座調節采煤塌陷區管狀帶式輸送機支撐立柱，經過一年的觀測，在采煤塌陷區內管狀帶式輸送機支撐立柱下沉量在可調式支座調節范圍內，且能滿足安全運行要求。使用可調節式支座的處理對比傳統的處理方式具有施工周期短、施工成本低、施工方法簡單、環境污染低、推廣容易等特點，在今后帶式輸送機的建設發展過程中，凡是遇到采煤塌陷區、地質塌陷區等地形地貌較為復雜地區，容易產生塌陷造成基礎下沉地段，不管是前期設計，還是后期改造支撐立柱施工時均可采用可調節式支座，為類似礦井提供了可行性實踐。