水力采煤与管道运输H(8).pdf

第 2期 2 0 0 8卑 6月 水 力 采 煤 与 管 道 运 输 H YDRAULI C C0AL MI NI NG PI P ELI NE TRANS P 0RTATI N NO ．2 J u n ． 2 0 0 8 铁 路 桥 下 采 煤 的 变 形 控 制 杨 光 军 湖南省 煤业 集团牛 马司矿业 有限公 司 湖 南 邵 东 4 2 2 8 0 7 摘要 牛马 司煤矿娄邵铁路跨 线桥 1 5号桥下煤柱 ， 于 1 9 9 8年正式开采 ， 至 2 O O 3年 开采结束 ， 共 采 出煤 炭 5 8 ． 6 6万 t 。鉴 于 跨 线桥 不 允 许 对 支座 进 行 扩 孔 维修 ， 因此 需控 制 跨 线 桥 采 动 变 形 。开 采 过 程 中采 取 了局 部 留设 煤 柱 等 安 全 开 采 措 施 ， 保 证 了列 车 运 行 安 全 。 关 键 词 - 跨 线桥 煤 柱 水 平拉 伸 中 图 分 类 号 - TD 8 2 3 ． 8 3 文 献 标 识 码 B 文 章 编 号 1 0 0 6 0 8 9 8 2 0 0 8 0 2 0 0 6 0 0 3 1 概 况 湖 南 省 牛 马 司煤 矿 位 于 湖 南 省 邵 东 县 境 内 ， 是 湖 南 省 重 要 的 优 质 主 焦 煤 产 地 。产 品 属 低 灰 、 低 硫 、 低 磷 、 高 发 热 量 的 稀 有 煤 种 。 娄 邵 铁 路 线 建 成 于 1 9 5 8年 ， 为 国 家 三 级 干 线 。娄邵铁路跨线桥 1 5号桥 ， 以下 同 下煤 柱于 l 9 9 8年 正 式 开 采 ， 至 2 0 0 3年 开 采 结 束 ， 实 现 了 跨 线 桥 下 安 全 开 采 。 该 井 田可采 煤 层 为 第 Ⅱ煤 层 ， 井 田 内煤 系 地 层 分 布如 表 1 。 表 1岩 层 分 布 1 地 质 构 造 。煤 柱 范 围 内 地 质 构 造 比较 简 单 ， 两 条 断 层 向上 发 育 并 自 行 尖 灭 ， 没 有 发 育 至 地 表 。煤 层 赋存 状 态 比较 稳 定 ， 平 均 煤 厚 2 ． 0 m， 倾 角 3 5 。 ～ 4 6 。 ， 采 深 3 6 0 ～ 6 6 0 r n 。 2 采煤 方法 。采 煤方 法 为一次 采全 高综合 长壁 采 煤 法 。 顶 板 管 理 采 用 全 部 垮 落 法 。 开 采 顺 序 见 图 1 跨 线 桥 与 工 作 面 位 置 图 。 先 开 采 2 4 2 2工作 面 ， 然 后 分 别 开 采 2 4 2 4 、 2 4 2 6 、 3 4 2 2 、 3 4 2 6工 作 面 。 3 桥 梁 及 线 路 。跨 线 桥 与 公 路 立 体 相 交 ， 桥 址 中 心 里 程 为 8 3 K 9 5 4 r n 。桥 梁 轴 线 与 工 作 面 走向成 2 7 。 交角 ， 桥上 线路位 于 曲线 段 ， 其 曲率 半 径 为 7 0 0 r n， 超 高 2 0 mm 。 桥 上 线 路 坡 度 为 4 ． 5 6 ‰ ， 东 桥 台 与 黄 土 路 堑 毗 邻 ， 西 桥 台 连 接 黄 土路 堤 。 4 桥 梁 构 造 。跨 线 桥 桥 梁 结 构 为 单 垮 普 通 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁 ， 由 两 片 “ Ⅱ” 形 梁 组 成 ， 梁 高 1． 9 r n， 垮 度 L p l 6 r n， 梁 长 l 6．4 6 r n， 全 桥 长 3 4 ． 7 7 r n 。 每 个 梁 肋 下 设 一 个 平 板 支 座 ， 全 桥 固 定 支 座 和 活 动 支 座 各 四 个 ， 活 动 端 支 座 活 动 量 实 测 为 2 2 mm， 固 定 支 座 设 在 西 台 。T 形 桥 台 为 5 0 浆 砌 片 石 扩 大 基 础 ， 埋 藏 深 度 约 为 2 r n ， 基 底 没计承载能 力[ d ] 2 0 0 k P a ， 台身 为料石 ， 5 0 砂 浆 砌 筑 ， 桥 面 为 道 渣 桥 面 ， 宽 3 、9 r n， 两 侧 各 设 0、 7 5 r n 宽 的人 行 道 ， 桥 面 铺 有 护 轨 。 桥 下 靠 西 台 7经 验 与 教 训 通 过 多 次 工 程 施 工 实 践 ， 我 们 获 得 了较 丰 富 的 经 验 和 教 训 ， 主 要 有 以 下 几 点 ① 选 用 的 球 阀 耐 压 能 力 必 须 满 足 要 求 ， 质 量 可 靠 。抱 卡 上 的 丝 头尽 量 选 用 较 大 的直 径 并 焊 接 牢 固 ， 应 在 4个 方 向 焊 接 加 强 筋 ， 以 增 加 强 度 。 ② 当 接 触 到 的 介 质 为煤 泥或粉煤灰等杂 质时 ， 操作 球 阀时要慢 开慢 关 ， 以避免损伤球 阀密封 面造成关 闭不严 。③提 6 0 前 组 织 施 工 人 员 对 开 孔 机 操 作 和 全 程 操 作 进 行 演 练 。 作者 简 介 赵 德 方 1 9 7 一 ， 男， 济 宁二 号煤 矿工程 师 ， 2 0 0 0年 7月毕业 于 山东科技 大学 。 收 稿 日期 ； 2 0 0 7 0 4 1 3 维普资讯 2 0 0 8年 6月 杨光 军 铁 路 桥 下采 煤的 变形 控 制 第 2期 图 1 跨 线 桥 与 工 作 面 平 面位 置 图 有宽 约 4 m 的排 水沟 ， 靠 东 台有 6 0 O mm 轨距 电 车 道 一 条 ， 运 行 7 t 架 线 式 电 动 机 车 ， 中 间 为 土 质 公 路 ， 梁 底 至 路 面净 高 约 5 m。 2 开 采 方 案 跨 线 桥 下 共 开 采 5个 工 作 面 ， 分 别 为 2 4 2 2 、 2 4 2 4 、 2 4 2 6 、 3 4 2 2 、 3 4 2 。 经 过 对 跨 线 桥 的 移 动 变 形 预 计 可 知 ， 5个 工 作 面 开 采 过 程 中 ， 桥 台 问 纵 向 拉 伸 变 形 最 大 为 0 ． 7 4 mm／ m 。 两 桥 台 之 问 可 产 生 0 ． 7 4 mm／ m l 6 m 一 l 1 ． 8 4 mm 的 拉 伸 。最 大 压 缩 变 形 可 达 一 1 ． 6 9 mm／ m ， 两 桥 台 问 可 产 生 的 压 缩 为 1 ． 6 9 mm／ m l 6 m 一 2 7 ． 0 4 mm， 考 虑 到 梁 活 动 端 的 支 座 活 动 量 为 2 2 mm， 已不 能 满 足 开 采 引 起 的 压 缩 变 形 的 要 求 。 该 桥 支 座 不 允 许 进 行 扩 孑 L 维 修 。 因 此 ， 为 克 服 桥 台 间 产 生 的 压 缩 变 形 ， 保 证铁 路 桥 的 安 全 ， 必 需 采 取 安 全 措 施 。首 先 将 2 4 2 2工 作 面 留 设 为 保 安 煤 柱 ， 共 分 为 3段 图 1 。 留 设煤 柱 后 ， 跨 线 桥 移 动 与 变 形 如 表 2 。 表 2 留设安 全 煤柱 后跨 线桥 移 动与 变形 预计 值 3 小 煤 窑 对 跨 线 桥 开 采 影 响 分 析 在 准 备 2 4 2 4工 作 面 过 程 中 ， 发 现 已 留 设 的 安 全 煤 柱 预 留煤 柱 2和 预 留 煤 柱 3 已 由小 煤 窑 开 采 该 小 煤 窑 已 于 2 O O 0年 3月 l 7 日 强 制 关 闭 ， 这 严 重 影 响 跨 线 桥 的安 全 。 为 此 ， 专 门 分 析 了小煤窑开采对跨 线桥及 线路 的影 响 ， 并 通过 实 地测量 ， 求 出了跨 线桥 东 、 西桥 台移 动变 形 值 见 表 3 。 表 3 实 际开 采 的工作 面 对 跨线桥 影 响 的实测 值 表 3反 映 了跨 线 桥 的 移 动 与 变 形 情 况 ， 是 以 l 9 9 8年 的观 测 值 作 为 原 始 数 据 ， 由 截 止 至 2 O O 0 年 6月 1日的观测值计算所 得 。 参 阅 l 9 8 1年 9月 2 3 日 涟 邵 矿 务 局 牛 马 司 煤 矿 铁 道 线 路 及 立 交 桥 下 采 煤 总 结 ， 跨 线 桥 因 开采 2 2 2 2及 2 2 2 4工 作 面 ， 已下 沉 2 8 7 mm， 桥 体 纵 向 水 平 变 形 达 0 ． 7 5 mm／ m 。按 该 水 平 变 形 计 算 ， 两 桥 台 问 的 距 离 实 际 上 被 拉 开 伸 张 l 2 ． 4 mm。 由 于 活 动 端 的 活 动 量 实 测 为 2 2 mm， 实践 证明桥体仍保证 了列 车的安全运行 。 表 4为 近 几 年 来 所 测 得 的 跨 线 桥 两 桥 台 间 的相 对 移 动 观 测 值 。 表 4跨 线桥 两 桥 台 间距观 测值 由 表 4可 以看 出 ， 跨 线 桥 两 桥 台 间 的 相 对 移 动 量 基 本 上 稳 定 在 l 0 mm， 由 于 预 留 2煤 柱 及 预 留 3煤 柱 被 小 煤 窑 开 采 ， 跨 线 桥 桥 台又 一 次 发 生 了 移 动 ， 这 次 移 动 表 现 为 压 缩 ， 从 而 使 跨 线 桥 两 桥 台 间 的 距 离 接 近 于 l 9 7 7年 的 原 始 值 。可 以 认 为 ， 跨 线 桥 的 状 态 可 保 证 列 车 的安 全 运 行 。 4跨 线 桥 下 采 煤 安 全 措 施 如 前 所 述 ， 跨 线 桥 活 动 端 支 座 在 l 9 9 8年 以 前 已 承 受 过 l 2 ． 4 mm 拉 伸 的 移 动 ， 2 0 0 3年 以 前 ， 预 留 2煤 柱 及 预 留 3煤 柱 被 小 煤 窑 非 法 采 掘 ， 使 两 桥 台 问 压 缩 了 l O mm 左 右 ， 基 本 接 近 于 l 9 7 7年 的 原 始 值 。考 虑 到 活 动 端 的 活 动 量 实 为 2 2 mm， 为 正 确 监 测 跨 线 桥 正 下 方 2 4 2 4工 作 面 开 采 的影 响 ， 应 以 2 0 O 0年 6月 前跨 线 桥 和线 路 实 测 数 据 作 为 原 始 值 ， 也 就 是 说 ， 以后 煤 柱 开 采 对 跨 线 桥 产 生 影 响 时 ， 可 有 l 8 mm 的拉 伸 空 问 或 2 2 mm 压 缩 量 。 为 此 ， 跨 线 桥 煤 柱 开 采 过 程 中 ， 在 移 动 与 变 形 预 计 的 基 础 上 ， 制 订 了局 部 留设 煤 柱 等各种安全措施 ， 以确保列 车的安全运行 。 1 为 确 保 跨 线 桥 的 安 全 ， 必 须 局 部 留 设 煤 61 维普资讯 2 0 0 8年 6月 水 力采 煤 与管 道运 输 第 2期 柱 预 留 1煤柱绝对不 能开采 ， 同时应 采取切 实 可行 的 措施 ， 监 视小 煤 窑 蚕 蚀 预 留 l煤 柱 的 动 向 。 2 及 时预计前进 式开 采 2 4 2 4工作 面 每采 2 0 m 对 跨 线 桥 的影 响。在 2 4 2 4工 作 面 开 采前 和开始开 采后 ， 要加强对 跨线 桥 的移 动与 变形 观 测 。在 开 采 过 程 中 ， 不 允 许带 采 上 山 巷 道 煤 柱 ； 遇有 煤 层发 生 变化 ， 特别 是 当煤层 变得 很 厚 时 ， 也应尽可 能 保 持采 厚 的一 致 。开 采 过 程 中应 取 得路方 的密切 配合 ， 以便及 时 消除线 路 的失 格处 所 。 3 加 强 对 跨 线 桥 的 安 全维 护 开 采 前 铁 路 部 门 根 据 开 采 预 计 情 况 ， 对 桥 梁 进 行 了加 固 处 理 。 两 片 梁 的 两 端 头 顶 部 用 钢 板 连接 成一个 整 体 ； 两梁 体外 上部 、 下 部各 没一 组 防止 横向移动 的防倾 档和 衬钢支 架 防止坠梁 措 施 ； 梁体 支座经常清洗上 油 ， 保持 其在 正常滑 动 范 围内的灵活性 ， 以保证纵 向移 动可伸缩性 。 4 设 置 桥 梁 观 测 站 5 跨 线 桥 最 终 受 采 动 影 响 实 测 值 经实测 ， 2 4 2 4工作 面 开采 过程 中， 桥 台的下 沉达 6 9 ～8 0 mm。桥 台先是纵 向受压 ， 最大 压缩 变 形 为 一 0 ．1 l mm／ m， 然 后 是 纵 向 受 拉 ， 最 终 纵 向水 平 拉 伸 变 形 为 0 ． 2 8 ～0 ． 2 9 mm／ m， 移 动 量 约 为 5 mm。考 虑到桥 台比原 始状 态 1 9 7 7年 已拉 伸 4 mm， 则 两 桥 台 实 际 被 拉 伸 9 mm， 仍 在 活 动 量 2 2 mm 以 内 见 表 5 。 由 表 5可 知 ， 煤 柱 开 采 对 跨 线 桥 产 生 了 7 ． 7 mm 的 压 缩 影 响 ， 完 全 在 跨 线 桥 可 有 1 8 mm 的 拉 伸 空 间 或 2 2 mm压 缩 量 的 范 围 内 。 东 桥 台 表 5 跨 线桥 最 终 实测 移 动与 变形 与 西 桥 台 之 间 的 纵 向 水 平 变 形 相 差 较 大 ， 是 由 2 4 2 4部分工 作面被 小煤 窑无 规 律 的非 法开采 所 致 。 桥 台护 坡 仅 出 现 了 1 ． 2 1 T I 长 、 5 mm 宽 的 裂 缝 ， 路 肩 多处 出现 水 泥抹 面 的 裂 缝 ， 但 未发 现路 基 和 护 坡 出 现 裂缝 。 6 结 论 跨 线桥活动端 支座 在 l 9 9 8年 以前 已承受 过 1 2 mm 拉伸 的移 动 ， 由于跨 线 桥 下预 留的保安 煤 柱 被 小 煤 窑 非 法 采 掘 ， 使 两 桥 台 又 一 次 发 生 了 移 动 压 缩 1 O mm ， 通 过 对 1 9 8 1年 前 后 跨 线 桥 观 测 资 料 的 分 析 ， 得 出 了 跨 线 桥 尚 有 1 8 mm 或 一 2 2 mm 的 允 许 拉 伸 或 压 缩 量 的 结 论 。鉴 于 跨 线 桥不允许 对支座进行 扩孔 维 修 ， 实 际开采 过程 中 采取 了局 部 留设煤 柱 等 安 全 开 采措 施 。在开 采 桥 下 2 4 2 4工 作 面 过 程 中 ， 两 桥 台 实 际 被 拉 伸 9 mm ； 所 有 工 作 面 开 采 结 束 后 ， 跨 线 桥 产 生 7 ． 7 mm 的压 缩 影 响 ， 均 在 支 座 活 动 量 士2 2 mm 以 内 ， 保 证 了列 车运 行 安 全 。 作 者 简介 杨 光 军 1 9 6 5 一 ， 男， 湖 南省 煤 业 集 团牛 马 司矿 有 限公 司采 矿 工 程 师 。 收 稿 日期 2 0 08一OZ～ 1 9 能 能 能 触 怂 能 能 3 “ 甚 欢 迎 投 稿 欢 迎刊 登 广 告 ⋯⋯⋯ ⋯ ⋯⋯⋯ g g g g g gg g g g g g g g gg ． 6 2 维普资讯