砼输送泵在软岩大断面硐室应用.pdf

2 0 1 4年第 9期 童 撼蒺 斜 技 9 5 砼输送泵在软岩大断面硐室应用 刘亚平，董华旭 ，柳元伟 龙 口矿业 集团梁家煤矿 ，山 东 龙 口2 6 5 7 0 0 摘要 以往灌注巷道采用人工灌注，工艺比较落后 ，工效低，同时难以保证合拢门质量。为保证施工质量，提高工效 确保机电设备的按 时安 装 ，在 煤 六采皮 带机 头硐 室二次支护期 间首 次应 用了砼 输送泵 ，通过使 用大大提 高了劳动效率 加快 了灌注施工的速度及施工质量 ，保证 了该项工程 的顺利 完成 。 关键 词软岩砼 输送泵大断 面施工 中图分类号T D3 5 4 文献标识码B d o i 1 0 ．3 9 6 9 d． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 4 ． 0 9 ．4 3 Appl i c a t i o n o f de l i ve r y pum p by c o nc r e t e i n s o f t r oc k c a mbe r wi t h l a r ge c r o s s - s e c t i on Ab s t r a c t T h e p e r f u s i o n t u n n e l u s i n g a r t i fi c i a l p e r f u s i o n ， t e c h n o l o g y i s r e l a t i v e l y b a c k wa r d ， l o w e ffic i e n c y , a n d d i ffi c u l t t o g u a r a n t e ethe c l o s e dc r o pq u a l i t y ． T o e n s u r ethe c o n s t r u c ti o nq u a l i ty, i mp r o v ewo r ke ffic i e n c y , e n s u r e tha t the e l e c t r i c a l a n d me c h an i c a l e q u ip me n t ins t a l l a t i o n t i me ． in t h e p r o c e s s o f t wo s u p p o r t i n g o f t h e b e l t h e a d c h a mb e r o f NO． 4 c o a l s e a m s i x t h mi n i n g a r e a ， the c o n c r e t e p u mp fi r s t l y wa s u s e d ， t h r o u g h the u s e o f g r e a t l y i mp r o v e wo r k e ffic i e n c y , s p e e d and c o n s t r u c t i o n q u a l i t y o f c a s t i n - p l a c e c o n s t r u c t i o n ， e n s u r e t h a t t h e p r o j e c t s u c c e s s f u l l y c o m p l e t e d ． K e y wo r d s s of t r o c k c o n c r e t e p u mp c o ns t r u c t i o n o f a l a r g e s e c t i o n 1 工 程概 况 梁家煤矿煤 六采皮带下山下段机头硐室设计 总长 5 3 m，其 中上端与煤 六采皮带暗斜井四岔 口 搭接 ，多个断面交替施工 ，并且含两个驱动硐室。 其 中 1 ≠ ≠ 驱动 硐室净 断面 B H 7 2 0 0 4 8 3 8 mm 的 马蹄形断面，施工时荒断面周边扩大 2 0 0 mm，荒断 面 达 到 B H 8 8 9 0 5 7 3 8 mm；2 群驱 动硐 室 采 用 净断面B H4 5 0 0 4 4 1 5 m m 的马蹄形断面。 机头硐室支护形式为一次支护采用锚网喷，二 次支护采用钢筋混凝土灌注支护 ，钢筋间距主辅 筋均为 2 5 0 mm，双层钢筋网间距为 4 0 0 mm，灌厚 5 0 0 mm， 喷厚 8 0 ～ 1 0 0 mm， 反底拱为钢筋混凝土底拱。 2 施工准备 使用砼输送泵灌注是该矿首次接触的新工艺， 能否保证施工期间的砼输送泵的正常运转 ，确保灌 注 的施工质 量及工程 的按时完工 ，是面临 的主要技 术难题。为此专门成立了攻关小组。由工程技术员 收稿 日期2 0 1 4 0 6 0 6 作者简介刘亚平 1 9 7 7一，男，汉族 ，毕业于 山东科技 大学 采矿工程专业 ，本科 ，助理工程师 ，现在 山东龙 口矿业集 团梁家 煤矿技术科从事技术管理工作，主管技术员。 编制了砼输送泵专项施工措施 ，组织管理人员及施 工 人员认 真学习 了施 工措施 ；组织 现场操作人 员认 真学习 H B MD 1 2 ／ 4 2 2 S型煤矿用混凝土泵施工工艺 资料，了解了砼输送泵的工作原理及操作细节，对 有技术难度的环节 ，实行重点攻关；对照施工图纸 对施工现场进行了认真勘察 ，对施工难点做了全面 排查，确保了工程顺利开展。 3 砼输送泵的简要介绍及安装要求 混凝土泵整机除一台防爆电机外，其余采用液 控 自动控制系统 ，无其它电器控制器件。整机结构 紧凑、体积小、重量轻、竖吊能进吊盘 口，水平能 进罐茏，方便下井运输。 3 ． 1 设备主要参数 1 外形尺寸 长 宽 高 2 5 5 0 l l 6 01 2 90 mm 2 设备质量 1 9 5 0 k g 3 理论输送量 1 2 m3 ／ h 4 泵送混凝土最大压力 4MP a 5 电动机功率2 2 k W；额定电压 6 6 0 V；额 定 电流 2 4 ． 9 A 6 上料高度9 0 0 mm 7 泵送混凝土骨料粒径≤ 3 0 mm 96 互 媳茬 舛技 2 0 1 4 年 第 9 期 8 液压系统最大限制工作压力 1 9 MP a 9 推荐使用液压油抗磨液压油 L H M6 8 1 0 混凝土坍落度要求8 0 ～ 2 3 0 mm之间 3 ． 2 安装要 求 1 尽量安装于靠近浇灌地点车场内一侧的 合适地点 ，既便于装料矿车靠近，又便于泵送工作 ， 减少输送管道长度 ，降低管 阻。 2泵机 出 口要先 接 一定 长 度 的水平 管后 ， 再根据现场条件接弯曲度适度的弯管 ，尽量不使用 9 0 。弯管，尽量减少弯管数量，否则压力损失过大。 3泵送额定压力为 4 MP a ，堵塞时管道内的 压力最大会增加到 3 倍 ，这就要求管卡紧固到位， 保证管道接头密封严密，不漏浆，不漏气。 4当管道 需要 垂 直往 上时 ，必须 有 足够 长 度的水平 管 ，保证水平管 中的摩擦 阻力能够平衡 垂 直管中的逆流压力 ， 水平管与垂直管长度之比一般 为 l 2 。 5 当管道需要垂直往下时 ， 为避免管内砼料 因自重下流从而使输送管内出现空洞或砼离析产生 堵塞 ， 一般应在倾斜管的下端配置长度为 5 H f H为 向下输送管的垂直高度 的水平管。 4 施工方案步骤 1 硐室扩刷及一次支护 自下 向上 扩刷机头 硐室 ，扩刷 至驱动硐 室大断 面时 ，采 用分层施 工方式进行 ，以巷道 中线左 右对 称错开前进的方式进行施工 ，即先施工一侧的顶腮 并进行锚 网喷支 护 ，然后再施 工另一侧 的顶腮 并锚 网喷支护。驱动硐室上分层施工完毕后 ，再施工下 分层，先施工一帮，并锚网喷支护，再施工另一帮 并锚 网喷支护 ，直至整个下分层施工完毕 。 2 支设碹骨 根据碹骨高度施打工作平台，一层平台不能满 足要求 时 ，施打 双层 平 台。支设 碹骨时 ，先按 着设 计要求 找 出驱动硐 室断面 的设 计位置 ，将碹 骨支设 到设计位置要求 ，每根碹骨腿施工 2 组锚杆，每组 锚杆使用 1 个轨道夹板固定，上好碹骨横梁和撑杆 ， 利用碹骨横撑施打工作平台。然后由 5 人上平台安 设两侧上部的碹骨，碹骨接头使用螺栓上紧，上好 碹骨横梁、横梁撑杆，两侧均施打锚杆固定碹骨 ， 每侧各 1 人扶住碹骨腿 ，3人再上第二层平台，安 设顶部 的一节碹骨 。 校核碹骨必须按着先底脚后帮腮顺序固定，每 架碹 骨外 侧底脚 、帮部 、腮部 、顶 部正 中用碹板各 施打一道撑木，碹骨底脚里侧用碹板牢固撑在钢轨 的侧部 ，在平台上部安设撑木时，对应下部底板及 附 近 2 m 范 围，严禁有 人 。校骨人 员不少 于 3 人 ， 平台上至少一人 ，平台下至少 2 人协调作业。 3 钢筋绑扎 各断面主筋采用 1 6 m m螺纹钢 ， 纵向 垂直巷道 布置 ， 搭接长度为 4 8 0 mm； 辅筋采用 1 2 mm螺纹钢 ， 横 向 平行巷道 布置 ，搭接长度为 3 6 0 m m，拉紧为 q b 6 ． 5 m m 的圆钢筋， 6 0 0X 6 0 0 mm。采用 2 0 绑扎 铁丝，主辅筋各自搭接处绑扎不少于 2 道，主辅筋相 交处绑扎一道，双层钢筋与拉筋搭接处各绑扎一道， 每道绑扎处必须至少采用双股铁丝绑扎。 4 灌 注混 凝土 钢筋 帮 扎 后 即直 接 利 用混 凝 土 泵 进行 长 距 离 的灌 注施 工，灌 注料 采用 C 3 0混凝 土 ，水泥 标 号 E C 3 2 ． 5 ，配 比为水泥 砂 大石 子 l 1 ． 8 3 3 ． 4 6 重量 比 ，混 凝 土 骨料 粒 度 范 围卵 石不 大 于 3 0 mm，碎 石 不 大 于 2 5 mm，将 提 前 拌 好 的 灌 注 料不间断加入料斗 ，灌注料 经料斗搅拌后 ，通过 D1 2 5 mm钢管输送到施工迎头。为便于走动灌注， 出料管端头采用软管。灌注期间，出料 口由2名具 有两年以上工作经验的工人操作，并有 1 人进行监 护 ，发现 问题 及 时停 机 。灌 注高 度 3 0 0 ～ 5 0 0 mm时 进行振捣 ，确保灌注质量 。 5 砼输送泵使用过程中的技术要求 工作时整机要水平放置，支腿支撑于坚实的地 面。 输送管路的连接 、 固定必须良好， 管路铺设顺滑， 避免出现嘣管现象出现。开机前检查设备零部件是 否完好齐全，油箱内油位是否符合要求 油位必须 达到油位计 的 3 ／ 4位置 ，水槽 内的水位 、水质是 否符合要求 水槽内要加满洁净的清水 。开启油 冷却器进风阀门。将两个液压阀全部打到中间位置， 将手 动阀 门开启 。开启 电机 ，使 油泵在 空载状态下 运行一段时 间。 向料斗内注入一满斗清水 ，开正泵将水打到管 路中， 对管路进行湿润。 初次使用时， 启动液压马达， 向料斗内加入水泥砂浆 1 ～ 3斗，开启正泵打到管路 中，使管道润滑。工作过程中料斗中的料位要维持 在搅拌轴以上 1 0 ～ 2 0 c m的高度 ，供料跟不上时要暂 停泵送工作。但暂停时间不得超过 1 5 mi n ，并且在 下转第 9 8页 9 8 五 聪晨 舛救 2 0 14 年 第 9 期 够有效地确保电力系统 的稳定 、安全、可靠、高效 运行。因为，无功电源能够降低系统的电压，保持 系统中无功功率的平衡 ，防止电压过高而造成对电 气设备的损坏，防止电压系统的崩溃和减少电网线 损等 ， 甚至造成大面积停电事故。 3 ． 2减 小谐 波 危 害 作为电力企业一定要设立专门的工作岗位 ，指 派专业技能较强的工作者，负责线损情况的统计工 作，注重对线损问题的检查，寻求出导致线损增大 的影响因素，特别是和谐波有所关联的线损 ，一定 要深入细致的探索其源头，并安装相关的设备控制 谐波，将其危害性降到最低。并且 ，针对来源于电 动机控制器的谐波部分，因为具有较为显著的特征 性质 ，往往选择利用滤波器实现对谐波 电流 的控制 。 3 ． 3 改善 电网结构，升级电网硬件 随着科学技术的发展，用电设备更新换代速度 加快 ，大功率设备不断受到人们的推广与应用，对 电网的要求越来越高。这就需要相关电力企业不断 对电网进行升级 ，改造电网配置，提高电网供 电质 量 ，供电能力，以便于更好地满足煤矿高压供电线 路网络的供电需要。我国煤矿企业整体来说基础硬 件设施较落后 ，结构布局不合理，部分变电所主变 容量不足，只有通过不断地升级电网硬件设施，才 能尽可能地降低线损 ，提高电能利用率。所以，加 大对 电网改造的投入 ，缩短供电半径 ，不断改善与 升级 电网结构 ，使煤矿高压供电线路系统向更加节 能、科学 、高效配置的方向发展。 4结束语 高压线路补偿技术在煤矿生产中的应用 ，可以 有效实现电能的高效应用 ，为煤矿企业创造更多的 经济效益 ，同时也是对我 国 当前绿 色经济发展 的有 效支持，所以作为煤炭企业必须对这一技术问题给 予充分重视，将其作为重要项 目付诸实施，有效推 动我 国社会 经济的进步与前行 。 【 参考文献 】 [ 1 ] 黄魁 ． 应用无功补偿技术降低线损的效益分析 [ J ]． 内蒙古电力技术，2 0 0 0 43 8 3 9 ． [ 2 ] 段宇 ． 电网谐波治理和无功补偿技术的研究 [ D] ． 南昌 南昌航 空大学，2 0 1 2 ． [ 3] 邹贻文 ， 胡振华 ．串联电容补偿技术在煤矿长距 离供 电线路上 的应 用 [ J ] ． 煤矿设计 ，1 9 9 0 1 1 ． 上接 第 9 6页 暂停时间内每隔 3 - 5 mi n 要做 2次反正泵送工作， 防止混凝土凝结 。 工作过程中随时观察水槽内水质及水量，当水 质变混要及时更换清水并保证水槽内水量的充足 ， 当水质变混次数增加时，应对活塞密封部分进行检 查。管路出料 口要斜向朝向帮部，严禁人员在出料 口前方。施工过程中随时注意观察压力表显示数值， 如果显示数值有异常或听到异常声响时，及时停机 检查 ，问题解决后再次工作。 每小班灌注 5 至 8 车 ，平均每小班 6 ． 5车。同样情 况下采用砼输送泵灌注 ，每小班灌注 1 0至 1 4车， 平均每小班灌注 1 2车。如果都采用人工倒料灌注 ， 需要 7 4 个小班； 采用砼输送泵灌注， 需要4 0 个小班， 工程能够提前 1 l d完工。 6 - 3 经济效益对比 在时问紧、任务重的前提下 ，提前完成了施工 任务，确保了皮带机头硐室安装任务顺利开展。采 用砼输送泵灌注施工较人工灌注施工节约了工时费 用约 2 2 0 0 0元 6 效益对比 7 结论 6 ． 1 工程 质 量对 比 以往灌注巷道采用人工拌料 ，拌料质量很难达 到规程措施要求 ，因此确保不了整体工程质量。采 用灌注泵后混凝土在桶体内搅拌、避免拌料粉尘飞 扬。改善了施工作业环境。大大地提高了拌料质量 ， 有效地提高施工质量。 6 ． 2施 工工期 对 比 皮带机头硐室总计灌注 4 8 5 m 4 8 5车 ，正 常情况下，平均每小班出勤 1 0人，人工倒料灌注， 使用砼输送泵改变了以往井下混凝土施工采用 人工多层倒运的传统作业方式 ，消除了大断面硐室 施工中难度大 、人工上料危险系数大 、混凝土浇注 连续性 差 的弊端 ，在保证安 全 、进度 的前 提下 ，施 工质量完全达到设计的强度 、符合抗渗要求。砼输 送泵不仅满足了硐室浇注混凝土所要求的连续 、均 匀、对称等特性，而且提高了灌注拌料质量和施工 效率，减轻了员工的劳动强度 ，获得了较好 的技术 效果与经济效益。