淺談變頻調(diào)速技術(shù)在礦山絞車中的應(yīng)用

蘆世波　潘福亮　王焱燚

摘要：隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展，國家對礦山設(shè)備運行的安全性要求越來越高，建設(shè)本質(zhì)安全性礦山已成為煤礦生產(chǎn)建設(shè)的核心。然而目前礦山企業(yè)的現(xiàn)狀是礦山技術(shù)人員匱乏、工人技術(shù)素質(zhì)極低、設(shè)備科技含量低，這極大地制約了礦山企業(yè)的發(fā)展。文章對變頻調(diào)速技術(shù)在礦山絞車中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：礦山絞車；變頻調(diào)速技術(shù)；礦山設(shè)備；煤礦生產(chǎn)；本質(zhì)安全性礦山 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD534 文章編號：1009-2374（2016）11-0141-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.11.069

地質(zhì)災(zāi)害有地震、滑坡、泥石流、雪崩等，滑坡作為地質(zhì)災(zāi)害之一，一旦發(fā)生，會危及人民的生命和財產(chǎn)安全。半垟滑坡有復(fù)活滑動現(xiàn)象，若進(jìn)一步發(fā)展將成為泥石流災(zāi)害，嚴(yán)重威脅沿溝谷一帶的村民生命安全、財產(chǎn)安全，影響了周邊群眾的情緒，影響了他們正常的生產(chǎn)、生活，同時給坡下通往鄉(xiāng)所在地的主要公路也留下了隱患，并造成較廣泛的社會影響。

1 滑坡基本特征

滑坡體位于半垟村北西側(cè)不足10m，標(biāo)高為860～910m。

1.1 形態(tài)特征

滑坡主滑方向北東25°，滑坡隱患體長為95m，寬為80～120m，其中前緣寬為120m，后緣呈弧形，一般約為80m，面積為9500m2，冠、趾標(biāo)高分別為910m和860m，垂直高差為50m。根據(jù)勘查報告滑坡體平均厚度為5.33m，滑坡隱患體總體積約為5.06萬m2。

1.2 變形特征

1.2.1 坡體裂縫：裂縫呈弧形展布，東西最長為80m，寬為0.5～0.8m，向兩側(cè)尖滅，深達(dá)2m以上，縫底有陷落黏性土堆填。滑體陷落后，留下的滑坡斷壁面高約為0.5m，新鮮、無雜草生長。

1.2.2 滑坡臺階：由于滑坡體蠕動的不均勻性，在坡體內(nèi)已形成眾多環(huán)狀拉裂縫，總體走向80°，其中主要有2條，其外側(cè)坡體均產(chǎn)生不同程度的下錯，在剖面上形成2個陷落臺階，臺階后壁傾向北東25°，傾角較陡，一般在40°左右，臺階最大高差為1.0m。

1.2.3 醉漢林：因受滑體蠕動影響，坡體上樹木大多向后（南面）傾斜，呈現(xiàn)出特有的醉漢林特征。

1.2.4 前緣：見有線狀濕地和泉水點分布，其位置與滑坡剪出口基本吻合。

1.2.5 滑坡周界剪切裂縫：主要分布在滑坡體北西靠近前緣剪出口部位，其地形已呈鼓丘狀，剪切裂縫呈放射狀扇形展布，延伸較長，產(chǎn)狀一般呈陡立狀，走向與主滑方向相近。

1.3 滑帶土和滑床特征

半垟滑坡隱患體滑帶土為粉質(zhì)黏土，滑床巖性為全～強風(fēng)化凝灰?guī)r，屬軟質(zhì)巖類，全～強風(fēng)化層厚度一般為數(shù)米至十余米，最厚處達(dá)16.1m。其下部為中等風(fēng)化層。

1.3.1 殘坡積層——②號層。粉質(zhì)黏土：灰黃色，可塑狀，濕度飽和，中壓縮性，由粉粒、黏粒組成，含碎石、礫等。

1.3.2 全風(fēng)化基巖——③號層。已風(fēng)化成土狀，紫灰色，硬塑狀，濕度飽和，中壓縮性，由粉、黏粒組成，常夾強風(fēng)化基巖碎塊，原巖結(jié)構(gòu)可辨，干鉆可鉆進(jìn)，厚度為0.5～14.7m。

1.3.3 強風(fēng)化基巖——④號層。紫灰色，堅硬狀，巖芯較破碎，呈碎塊狀，用手可捏碎或折斷，風(fēng)化裂隙發(fā)育，干鉆困難，該層全場分布，厚度為0.4～1.4m。

1.3.4 中等風(fēng)化基巖——⑤號層。紫灰～灰綠色，堅硬狀，凝灰結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造。該層2剖面以西一帶，巖石較完整，呈灰綠色，裂隙不發(fā)育，而2剖面以東則相反，該層全場分布。

2 防治方法

根據(jù)勘查結(jié)果，滑坡活動的內(nèi)因在于陡斜坡下存在滑動帶，其抗剪強度低，淺表部殘坡積物厚度大、結(jié)構(gòu)松散，當(dāng)出現(xiàn)較大幅度降水時，雨水的大量下滲引起邊坡基質(zhì)吸力、抗剪強度的下降，邊坡重度增大，從而使邊坡的穩(wěn)定性大大降低，可能導(dǎo)致坡體下滑。由于前緣緊鄰半垟村，滑坡一旦劇烈活動，必將對村民和建筑物形成威脅，造成損害，并帶來較嚴(yán)重的社會影響。

2.1 本滑坡地表水逕流

本滑坡地表水逕流是導(dǎo)致滑坡的關(guān)鍵因素，排水不能根本解決其危害，因此排水工程應(yīng)作為治理方案的輔助工程，主要工程形式有坡頂截水溝或坡中設(shè)枝形溝。

2.2 減載削坡

減載削坡可以徹底消除滑坡危害，但本滑坡規(guī)模大，清除滑坡物質(zhì)，同時又是在滑坡中開挖新的臨空面，不利于滑坡穩(wěn)定。此外，滑坡前緣下部即為鄉(xiāng)間主要公路和村莊，無法傾倒減載削坡產(chǎn)生的大量碎石土，同時由于該工程山高路遠(yuǎn)，大型車輛無法通行，因此大型挖掘機也難以進(jìn)場施工。

2.3 支擋結(jié)構(gòu)形式

支擋結(jié)構(gòu)形式有抗滑片石垛、抗滑擋墻、錨桿、抗滑樁等。由于本滑坡滑床埋深大，表部巖土結(jié)構(gòu)松散，故無法采用片石垛、錨桿進(jìn)行治理。但抗滑擋墻受施工條件限制，當(dāng)滑動面埋深大、滑坡推力較大時，擋墻基礎(chǔ)開挖深度大，墻身斷面積大，施工難度和投資相應(yīng)也大，也不可能采用抗滑擋墻治理。

3 滑坡治理方法

3.1 抗滑樁

抗滑樁主要布置在滑坡前段滑動面（滑床）部位，少量布置在滑坡帶中上部位。以滑動帶之下的全風(fēng)化和強～中風(fēng)化基巖為其錨固段，錨固段長度占樁全長的50%左右，考慮部分全風(fēng)化層厚度超過50%的錨固段長度，但因全風(fēng)化層為中壓縮性的粉質(zhì)黏土，因此，樁端仍以穿過強風(fēng)化基巖進(jìn)入中風(fēng)化基巖為準(zhǔn)。樁頂與地面持平或略低于地面0.2～0.5m。

抗滑樁直徑采用φ1500、φ1300兩種鋼筋混凝土樁。φ1500樁：截面1.766m2，錨固段長度為樁長的50%左右，樁底鉸接。樁的截面慣性矩I=0.24m4，樁截面模量W=0.33m3，樁的混凝土（C25）彈性模量E=2.8×104MPa，樁的抗彎鋼度EI=0.672×107kN·m2。箍筋間距150mm，縱筋合力點則樁表面距離50mm。φ1300樁：截面1.33m2，錨固段長度為樁長的50%左右，樁底鉸接。樁的截面慣性矩I=0.14m4，樁截面模量W=0.22m3，樁的混凝土（C25）彈性模量E=2.80×104MPa，樁的抗彎鋼度EI=0.392×107kN·m2。箍筋間距150mm，縱筋合力點則樁表面距離35mm。

考慮樁后剩余抗滑力或被動土壓力對樁支承作用?；麦w重度V取18.3kN/m3，內(nèi)摩擦角φ取13°。中風(fēng)化凝灰?guī)r飽和單軸極限抗壓強度（R），根據(jù)勘查報告資料為11.15MPa（標(biāo)準(zhǔn)值）。地基系數(shù)K取60～80MN/m3。

樁孔采用人工開挖成孔，鋼模板支模，現(xiàn)澆鋼筋混凝土護壁，砼標(biāo)號C20，厚度黏90～180mm。φ1500樁護壁主筋14Φ12、φ1300樁護壁主筋12Φ12，配φ6箍筋，間距@150mm。

抗滑樁配筋：φ1500樁主筋14Φ25、φ1300樁主筋12Φ25，φ8箍筋，間距@150mm螺旋筋，樁身采用

C25砼。

3.2 漿砌塊石擋土墻

3.2.1 滑坡北側(cè)炎坑溪溝滑坡腳部分已失穩(wěn)、坍塌。為反壓坡腳，在炎坑溪旁的滑坡底部砌一道擋土墻。

3.2.2 擋土墻相關(guān)參數(shù)。擋土墻布置在滑坡前緣處，分段施工，相同走向段墻面保持齊平，墻面坡率為1∶0.3，墻背坡率為1∶0。深度挖至強風(fēng)化基巖下0.5m，基礎(chǔ)內(nèi)傾坡比為1∶0.2，以加大墻身抗滑穩(wěn)定性，墻背回填透水性良好的礫砂，厚度不小于0.30m，為有效排除墻背填土中所含孔隙水，設(shè)置φ100mmPVC泄水管，@2000mm，按2%坡度外傾預(yù)埋。

圬工砌體容重為23kN/m3，墻后填土內(nèi)摩擦角為35°，墻背與墻后填土摩擦角為17.5°，墻后填土容重為19kN/m3，地基土（以強風(fēng)化凝灰?guī)r為主）容重為23kN/m3，修正后地基土容許承載力500kPa。

3.3 坡頂截水溝

滑坡區(qū)外地表逕流的大氣降水流入本滑坡體，因此在滑坡后緣坡頂?shù)哪衔鱾?cè)設(shè)計截水溝，截水溝有效過水?dāng)嗝妫旱讓?.4m、上寬1.0m、深度0.4m，采用漿砌塊石，M10水泥砂漿，塊石厚度0.25m。

3.4 地裂縫回灌水泥漿

滑坡體中的地裂縫經(jīng)人工清理后，采用純水泥漿灌填。水泥漿采用32.5R普通硅酸鹽水泥，水灰比開始采用1∶1～逐漸調(diào)至1∶2配比，注漿壓力0.5MPa，采用灰漿泵輸送。通過水泥漿充填裂縫（隙），既堵塞導(dǎo)水通道，又促使滑坡體與滑床相對膠結(jié)，增加滑動面的抗滑阻力。

4 滑坡穩(wěn)定性評價與推力計算

根據(jù)滑坡剖面圖，將滑動面簡化為折線形，其穩(wěn)定系數(shù)（Kf）計算式為：

5 預(yù)期社會效益

滑坡通過治理，消除了隱患，維護周邊群眾的正常生產(chǎn)、生活，同時給坡下通往鄉(xiāng)所在地的主要公路也消除了隱患。社會效益顯現(xiàn)，體現(xiàn)政府關(guān)心人民生活，“以人為本”為主要宗旨，使得滑坡附近群眾能夠安居樂業(yè)，山間公路運行安全得到充分保證。

參考文獻(xiàn)

[1] 半垟滑坡勘查報告[R].

[2] 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB 50330-2002）[S].

[3] 建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JBJ94-94）[S].

[4] 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50010-2002）[S].

[5] 長江三峽工程庫區(qū)滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)則

（試行）[S].

[6] 劉祾頠.分布式環(huán)境下的滑坡穩(wěn)定性評價系統(tǒng)開發(fā)及

集成技術(shù)研究[D] .武漢理工大學(xué)，2011.

作者簡介：麻喜蘭（1963-），女，浙江縉云人，浙江省有色金屬地質(zhì)勘查局地質(zhì)工程師。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）