掘進(jìn)工作面不同支護(hù)條件下臨時(shí)支護(hù)技術(shù)

李俊峰

(平頂山煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司開(kāi)拓處,河南平頂山 467000)

掘進(jìn)工作面不同支護(hù)條件下臨時(shí)支護(hù)技術(shù)

李俊峰

(平頂山煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司開(kāi)拓處,河南平頂山 467000)

Temporary Supporting Technology of Driving Face under D ifferent Supporting Conditions

歸納總結(jié)了金屬梯型支架支護(hù)、拱型金屬支架支護(hù)、錨噴 (桿)支護(hù)等不同支護(hù)條件下掘進(jìn)工作面臨時(shí)支護(hù)成功經(jīng)驗(yàn),研究試制了適用于不同類(lèi)型掘進(jìn)巷道的金屬前探梁臨時(shí)支護(hù)設(shè)施并說(shuō)明其適用條件及使用方法。

巷道掘進(jìn);頂板控制;臨時(shí)支護(hù)

煤礦掘進(jìn)工作面頂板控制的重點(diǎn)之一在迎頭。爆破或掘進(jìn)機(jī)截割完成后的正常施工工藝是臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)。此時(shí)迎頭人員比較密集,特別在架棚或安設(shè)鉆機(jī)打錨桿等環(huán)節(jié)時(shí)人員靠近空頂區(qū)。雖然有敲幫問(wèn)頂?shù)却胧?但是仍有片幫和掉頂?shù)惹闆r發(fā)生,這是頂板控制的薄弱環(huán)節(jié)。長(zhǎng)期以來(lái)由于缺乏有效的臨時(shí)支護(hù)設(shè)施,多數(shù)是在空頂或近似空頂下打眼、裝巖、支護(hù)等作業(yè),難以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

為確保掘進(jìn)作業(yè)人員的人身安全,避免空頂作業(yè),必須解決掘進(jìn)工作面臨時(shí)支護(hù)問(wèn)題。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件,使用不同支護(hù)形式條件下的巷道臨時(shí)支護(hù)的方法,提高巷道掘進(jìn)頂板安全管理水平,有效增加迎頭空頂范圍內(nèi)的安全系數(shù),為作業(yè)人員創(chuàng)造安全的作業(yè)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的安全周期。

1 不同支護(hù)形式的掘進(jìn)巷道臨時(shí)支護(hù)

1.1 金屬梯型支架支護(hù)

1.1.1 結(jié)構(gòu)

采用金屬梯型支架支護(hù)的掘進(jìn)巷道,多采用金屬前探梁臨時(shí)支護(hù),其結(jié)構(gòu)如圖 1。

前探梁分 2種,一種是工字鋼,另一種是π型鋼梁 (或槽鋼)。固定前探梁的卡箍有 2種:一種用 <20mm的圓鋼,厚 14mm的鋼板制作而成;另一種由厚 14mm的鋼板,18mm鋼板銷(xiāo)子組成。

1.1.2 適用條件

多用于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、壓力大、節(jié)理發(fā)育,易冒落,頂板破碎的煤巷、半煤巷、巖巷放炮易造成倒棚的掘進(jìn)巷道。巷道坡度恒定的斜巷、上下山施工,或以上條件下的平巷施工,施工棚距 0.4～0.6m,最大控頂距 0.6～0.8m,最小控頂距 0.4m。

圖 1 金屬梯形支架支護(hù)巷道臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)

1.1.3 使用方法

(1)放炮 (掘進(jìn)機(jī)切割)后,站在安全地點(diǎn),一人觀山,一人用長(zhǎng)柄工具進(jìn)行敲幫問(wèn)頂,清除頂板和兩幫上的危巖活矸 (煤)。

(2)借助掘進(jìn)迎頭的浮煤 (矸),搭好臨時(shí)腳手架,前移前探梁,將棚梁安放在前探梁預(yù)定位置上,并用木楔調(diào)整好前探梁的傾斜度,使前探梁的高低符合要求,前探梁互相平行,并垂直于迎頭。

(3)再把背板、金屬網(wǎng) (或塑料網(wǎng)或竹、荊笆)(需要背頂?shù)那闆r下)擺在棚梁上剎實(shí)背牢,并搭接連網(wǎng)符合要求。然后在棚梁和網(wǎng)、背板的掩護(hù)下,挖柱窩,合適后安裝棚腿,并搭好撐木,背牢兩幫。

(4)如果頂板不平或出現(xiàn)構(gòu)造,前探梁確實(shí)無(wú)法竄進(jìn)時(shí),可采用錨鏈吊掛前探梁,錨鏈采用馬蹄環(huán)與棚梁連接,固定馬蹄環(huán)的螺母必須上滿絲,前探梁上必須剎實(shí)背牢。

1.2 拱型金屬支架支護(hù)

1.2.1 結(jié)構(gòu)

該前探梁由掛鉤式前探梁卡子和探梁組成,如圖2所示。

1.2.2 適用條件

圖 2 拱型金屬支架支護(hù)巷道臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)

適用于傾角 15°以下的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù),不適用于巖巷掘進(jìn)。

1.2.3 使用方法

采用每根長(zhǎng)度為 4m的 11號(hào)工字鋼 2根作探梁,每根探梁上用 3套前探梁卡子固定。掘進(jìn)工作面放炮 (掘進(jìn)機(jī)切割)后,先進(jìn)行敲幫問(wèn)頂,清除頂板和兩幫上的危巖活矸 (煤),然后前移前探梁,推移距離略小于棚距,且前探梁互相平行,并垂直于迎頭,將棚梁安放在前探梁合適位置上,用背板、金屬網(wǎng) (或朔料網(wǎng)或竹、荊笆)剎背頂板,再在前探梁、棚梁的掩護(hù)下進(jìn)行其他工序的作業(yè)。如果頂板不平或出現(xiàn)構(gòu)造,前探梁確實(shí)無(wú)法竄進(jìn)時(shí),可采用錨鏈吊掛前探梁,錨鏈采用馬蹄環(huán)與拱型棚梁連接,固定馬蹄環(huán)的螺母必須上滿絲,前探梁上必須剎實(shí)背牢。

1.3 錨噴支護(hù)

1.3.1 輕型單體液壓支柱臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)

用于錨噴支護(hù)掘進(jìn)工作面迎頭臨時(shí)支護(hù)的DWB35-30/100型輕型單體液壓支柱,是采用玻璃鋼 (FRP)材料設(shè)計(jì)制作而成。

1.3.2 工作原理

單體液壓支柱以乳化液或靜壓水為工作介質(zhì),工作介質(zhì)通過(guò)過(guò)濾器、注液槍、三用閥上的單向閥注入缸筒,頂出活柱,通過(guò)前探梁支撐住頂板,達(dá)到初撐力后下撤注液槍。

1.3.3 適用條件

巷道頂板傾角小于 15°的錨噴支護(hù)巷道。

1.3.4 使用方法

放炮 (掘進(jìn)機(jī)切割)后先行敲幫問(wèn)頂,清除頂板和兩幫上的危巖活矸 (煤),再按要求背上金屬網(wǎng),根據(jù)巷道斷面大小,沿巷道掘進(jìn)方向?qū)?3～4根輕型單體液壓支柱支護(hù)到掘進(jìn)迎頭煤 (巖)壁,要求單體液壓支柱打在實(shí)底上,然后在單體液壓支柱系統(tǒng)的掩護(hù)下打錨桿、出煤 (矸)等。

1.4 錨桿 (網(wǎng))支護(hù)

1.4.1 錨桿 (網(wǎng))臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)

主要由前探梁和吊掛探梁的吊環(huán)組成,如圖 3。

圖3 錨桿 (網(wǎng))支護(hù)巷道前探梁

1.4.2 適用條件

適用于錨桿 (網(wǎng))支護(hù)的煤巷、半煤巖巷,且錨桿外露部分有螺紋的各種直徑的錨桿。

1.4.3 使用方法

放炮 (掘進(jìn)機(jī)切割)后進(jìn)行敲幫問(wèn)頂,清除頂板和兩幫上的危巖活矸 (煤);用力矩扳手緊固迎頭的錨桿,使錨桿錨固力不小于 40kN,而后以掘進(jìn)工作面最靠前的頂板兩排錨桿來(lái)安設(shè)吊環(huán),并將原吊掛前探梁的錨桿加上第 2個(gè)螺母,吊環(huán)螺母旋入錨桿不小于 10mm,擰緊,然后 2人站在有支護(hù)的地點(diǎn)用錨梁將錨梁錨網(wǎng)托起,緊貼頂板,穿入前探梁到迎頭煤壁 (距迎頭煤壁 300mm左右),按要求用錨梁或鉤釬將錨網(wǎng) (需要鋪網(wǎng)的情況下)錨梁推至所要打錨桿位置,背頂時(shí)應(yīng)預(yù)留出錨桿眼的位置。用楔子打緊前探梁,且保證前探梁互相平行,并垂直于迎頭,在前探梁的掩護(hù)下打錨桿、出煤 (矸)等。

但遇到下列情況改用輕型單體液壓支柱:

(1)巷道頂板破碎、裂隙發(fā)育、圍巖自穩(wěn)性差時(shí)。

(2)前探梁不能及時(shí)推進(jìn)或無(wú)法推進(jìn)時(shí);施工永久支護(hù),前探梁須抽掉時(shí)。

(3)當(dāng)有懸?guī)r、懸頂或傘巖,經(jīng)敲幫問(wèn)頂不能找掉時(shí)。

2 結(jié)束語(yǔ)

臨時(shí)支護(hù)的護(hù)頂效果直接關(guān)系到頂板安全效果。為杜絕空頂作業(yè),在永久支護(hù)前,必須首先進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。但臨時(shí)支護(hù)不是萬(wàn)能的,只是一種有效的手段,傳統(tǒng)的敲幫問(wèn)頂制度、找掉、專(zhuān)人觀察頂板等是不能丟的。工作面迎頭發(fā)生頂板事故的原因很多,有主觀原因、客觀原因、質(zhì)量原因、管理原因等,只有綜合治理才能使用好臨時(shí)支護(hù)、杜絕空頂作業(yè)、控制頂板事故,實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)。

[責(zé)任編輯:王興庫(kù)]

TD353

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1006-6225(2010)05-0062-02

2010-04-09

李俊峰 (1963-),男,山東淄博人,工程師,現(xiàn)在平煤股份開(kāi)拓處從事煤礦工程施工與技術(shù)管理工作。