侯志軍 王 鑫
(1.陽煤集團七元公司,山西 晉中 045400;2.陽煤集團開元公司,山西 晉中 045400)
為了解決單軌吊軌道和起重懸吊安全、快速運輸等問題,根據陽煤集團七元公司的實際頂板結構,進行了單軌吊錨索、錨桿聯合懸吊技術應用研究和實驗,取得了成功。
9#煤七采區煤層賦存情況,東部為9#煤層,煤厚3.37~4.41m,平均4.0m;西部為合并區,煤厚5.5~5.89m,平均5.7m。9711工作面開口位于9#煤層區內,向西逐漸進入9#煤合并區。合并區煤層結構:1.4(0.3)1.4(0.2)2.4,9#煤煤層結構:1.4(0.2)2.4,合并區與9#煤煤層均屬復雜結構。直接頂為砂質泥巖和泥巖,以砂質泥巖為主,厚度21.99~1.15m,平均厚度11.5m;基本頂為灰色中粒砂巖,厚度9.40~4.20m,平均厚度6.9m。
單軌吊軌道采用工業標準(DIN20593)的專用軌道I140V,每節長3m,寬69mm,高198mm,中板厚8mm,屈服強度≥355MPa,抗拉強度490~630MPa,道岔與彎軌間、軌道連接處均采用專用法蘭螺栓連接。I140V型軌道截面圖如圖1所示。
圖1 I140V型軌道截面圖
設計采用錨索、錨桿交替懸掛方式,軌道的懸掛點均由一根錨索、雙錨桿聯合懸吊。軌道吊掛選用雙鏈單吊掛板單U型卸扣吊掛方式,吊鏈鉛垂偏角不大于60°。重軌采用兩根Φ18×90吊掛鏈,一根吊掛鏈采用一個吊掛板用兩根錨桿固定,另一根吊掛鏈采用一個U型吊掛卸扣一根錨桿固定。
吊掛點的錨桿采用M22×2.5的高強度錨桿(每根錨桿配雙螺帽),錨桿直徑不小于Ф22mm,錨桿長度不小于2.4m,螺紋長度不小于150mm,錨深不小于1.6m,錨固長度不小于0.7m;錨索采用Φ17.8mm×6.2m錨索,錨固長度不小于1.2m,單根錨索錨固力不小于160kN,懸掛示意圖如圖2所示。
圖2 單軌吊懸掛示意圖
吊掛錨索、錨桿布置在原支護鋼帶中間,垂直巷道頂板平面。錨桿距北幫1.6m,每個吊掛點重軌連接處往前20cm處打第一根吊掛錨桿,第一根吊掛錨桿往前22cm處打一根吊掛錨索,吊掛點重軌連接處往后20cm處打第二根吊掛錨桿。
打好吊掛錨桿,需等待至少30min后,對錨桿錨固力進行檢測,檢測合格后方可進行吊掛重軌作業。若檢測不合格,進行重新補打。
打好兩個吊掛點后,進行安裝重軌,重軌吊掛選用雙鏈單吊掛板單U型卸扣吊掛方式。重軌采用兩根Φ18mm×90mm吊掛鏈,一根吊掛鏈采用一個吊掛板用兩根錨桿固定,另一根吊掛鏈采用一個U型吊掛卸扣一根錨桿固定,錨桿端頭雙螺帽要擰緊。
9711工作面范圍的巷道需吊掛軌道總長3645m。吊掛軌道全部采用錨索、錨桿聯合懸吊,在單軌吊運行過程中采用實時監測,巷道劃分區段,每個區段都設立觀測點。做好記錄:懸吊點巷道、單軌吊位移觀測記錄;錨索、錨桿支護所受載荷監測。監測時長為28d,每隔7d觀察記錄結果一次,共記錄4次。監測結果如下:
表1 巷道高度及單軌吊支護檢測結果
監測記錄表明:錨索、錨桿聯合懸吊在承載輔助運輸時載荷穩定,完全可以滿足要求;錨索、錨桿聯合懸吊支護在煤巷中起到了明顯的作用,在單軌吊承擔輔助運輸任務時也很好地控制了頂板的下沉量。
(1)綜放工作面頂板不穩定的情況下,采用單一懸吊錨桿難以支撐單軌吊輔助運輸工作,根據圍巖結構決定采用錨索和錨桿聯合懸吊。
(2)通過監測可知,錨索、錨桿聯合懸吊不僅在支護方面可以很好地控制頂板的下沉量。
(3)錨索、錨桿聯合懸吊方式,有效保障了輔助運輸量。