邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置的應(yīng)用

李保山 姚大同 周冰川 盧新宇

摘? 要：文章就通過(guò)邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置的使用，解決了需要頻繁割煤、支護(hù)，掘進(jìn)效率相對(duì)低的問(wèn)題，并通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全系數(shù)，取得了良好的掘進(jìn)效益。

關(guān)鍵詞：邁步式;臨時(shí)支護(hù)裝置;掘進(jìn)

中圖分類號(hào)：TD355? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）07-0168-02

Abstract： Through the use of the temporary support device for step excavation， the problem of frequent coal cutting and support and relatively low excavation efficiency is solved in this paper. Through practical application， the labor intensity of workers is reduced and the safety factor is improved. Thus， benefit has been obtained from excavation.

Keywords： step type; temporary support device; excavation

1 應(yīng)用背景

頂板是煤礦五大傳統(tǒng)自然災(zāi)害之一，頂板事故占全國(guó)煤礦各類事故死亡人員的34.6%，仍是威脅煤礦安全生產(chǎn)的主要危險(xiǎn)源，是煤礦主要?dú)⑹种?。如何提高頂板管理機(jī)電裝備水平，加強(qiáng)頂板管理是安全生產(chǎn)的重要內(nèi)容。近年來(lái)，隨著煤礦安全基礎(chǔ)建設(shè)不斷加強(qiáng)，安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化持續(xù)推進(jìn)，機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、智能化（以下簡(jiǎn)稱“四化”）迅猛發(fā)展，大力推進(jìn)機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人和智能化無(wú)人礦井建設(shè)，有力的保障了安全生產(chǎn)，也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

目前，恒源礦綜掘超前支護(hù)前期主要采用機(jī)載臨時(shí)支護(hù)的方式，只能控制綜掘機(jī)前方2m頂板，且控頂面積未做到迎頭全覆蓋，需要配合大板輔助支護(hù)頂板，放大板時(shí)人時(shí)常站在空頂區(qū)，安全可靠性差，受機(jī)載臨時(shí)支護(hù)控頂距離，綜掘機(jī)循環(huán)作業(yè)有效進(jìn)尺距離不超過(guò)2m，需要頻繁割煤、支護(hù)，掘進(jìn)效率相對(duì)低，為認(rèn)真吸取各類事故教訓(xùn)，提高頂板管理水平，確保安全生產(chǎn)，解決循環(huán)進(jìn)尺少，單進(jìn)低的現(xiàn)狀，采取引進(jìn)新技術(shù)、新裝備的措施解決目前困境。

2 巷道概況

Ⅱ634工作面位于我礦Ⅱ63采區(qū)中部，為Ⅱ63采區(qū)準(zhǔn)備的第三個(gè)工作面。Ⅱ634機(jī)巷在Ⅱ634工作面下方，煤厚3m，平均傾角8°。由于煤層埋深較大，局部0.6～2.1m有厚100mm煤線發(fā)育，巷道地壓顯現(xiàn)明顯，幫部裂隙較發(fā)育，片幫較嚴(yán)重，迎頭臨時(shí)支護(hù)效果與防片幫效果是影響安全性的主要因素。

2.1 巷道圍巖特征

Ⅱ634機(jī)巷布置在6煤層中跟頂板施工，據(jù)已施工的Ⅱ633機(jī)巷、Ⅱ632機(jī)巷、Ⅱ632風(fēng)巷掘進(jìn)過(guò)程中資料分析，巷道在掘進(jìn)期間揭露的巖層主要為泥巖及細(xì)砂巖、粉砂巖，其中細(xì)砂巖：深灰色，薄層狀，水平層理，含黃鐵礦結(jié)核，泥巖：深灰色，薄層狀、富含大量植物化石碎片，粉砂巖為淺灰色、灰色，中厚層狀、半堅(jiān)硬。

2.2 頂?shù)装鍘r性

根據(jù)Ⅱ633工作面機(jī)巷實(shí)際揭露情況及周圍的99-5、99-8等地面鉆孔資料統(tǒng)計(jì)如下：

2.3 瓦斯

從賦存深度和覆巖巖性上分析，由于Ⅱ634工作面6煤層賦存深，且煤層頂板有較厚的泥巖蓋層，不利于瓦斯的排散、溢出。

根據(jù)恒源公司防突中心實(shí)驗(yàn)室Ⅱ633風(fēng)巷、機(jī)巷測(cè)定的瓦斯含量，Ⅱ633工作面掘進(jìn)期間最大原始瓦斯含量9.62m3/t，煤層原始瓦斯含量較高;因此判斷，Ⅱ634工作面機(jī)巷掘進(jìn)期間在構(gòu)造區(qū)域附近可能存在瓦斯富集區(qū)，尤其是在構(gòu)造區(qū)域作為瓦斯治理的重點(diǎn);加強(qiáng)巷道掘進(jìn)過(guò)程中的瓦斯管理工作，對(duì)瓦斯富集區(qū)提前治理。

2.4 巷道設(shè)計(jì)情況

Ⅱ634機(jī)巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1963m，用錨梁網(wǎng)索支護(hù)、斜矩形斷面，斷面規(guī)格為凈寬×凈高=4600mm×3500mm（凈高指單軌吊中心線處錨桿頭至底板之間的垂直距離，凈寬指兩幫錨桿頭之間的水平距離），Ⅱ634機(jī)巷頂板選用Φ=20mm、L=2400mm的左旋無(wú)縱筋等強(qiáng)螺紋鋼錨桿，幫部選用Φ=20mm、L=2000mm的右旋等強(qiáng)全螺紋鋼錨桿，頂板采用“M3”型鋼帶配合6#鋼筋網(wǎng)護(hù)表，鋼筋網(wǎng)長(zhǎng)×寬=2.6m×1.1m（1.0m），右?guī)蛶筒坎捎闷戒搸浜?#鋼筋網(wǎng)支護(hù)，左幫幫部采用平鋼帶配合金屬網(wǎng)護(hù)表，金屬網(wǎng)長(zhǎng)×寬=5.0m（3.5m）×1.0m，頂板錨桿間排距為800mm×800mm;幫部錨桿間排距為800mm×800mm。當(dāng)煤厚≥2m時(shí)，順巷平行于煤層頂板施工兩排錨桿（錨桿間距為正常巷道的錨桿排距），第一排距煤層頂板0.8m～1.0m，第二排距第一排0.8m～1.0m。正常施工巷道時(shí)，距煤層頂板1.0m處，施工一排錨桿。Ⅱ634機(jī)巷頂板錨索采用直徑21.8mm的鋼絞線，錨索長(zhǎng)度不小于7000mm，錨索間排距1000mm×1600mm，采用“三三”型居巷中對(duì)稱布置。

3 設(shè)備情況簡(jiǎn)介

ZLJ2×1040/28/42型邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置由金屬結(jié)構(gòu)件：橫梁、順梁、前梁和液壓元件：立柱、各種千斤頂、液壓控制元件、液壓輔助元件等組成。

4 邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置主要性能參數(shù)

5 準(zhǔn)備情況

6月份步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)使用前，按照要求開(kāi)展了專項(xiàng)安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)估;制定邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)工操作規(guī)程、使用維護(hù)安全技術(shù)措施;對(duì)操作人員進(jìn)行了專門的培訓(xùn)。

6 操作步驟

7月份根據(jù)設(shè)備使用實(shí)踐并根據(jù)我礦生產(chǎn)實(shí)際，優(yōu)化設(shè)備操作步驟如下：收前梁千斤頂，上鋼帶，上網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。收主橫梁側(cè)推千斤頂。收主立柱千斤頂。推主支撐組移架。伸主立柱千斤頂。前梁千斤頂伸壓網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)。伸主橫梁側(cè)推千斤頂，收輔橫梁側(cè)推。收輔立柱千斤頂。拉輔支撐組移架。伸輔立柱千斤頂。伸出全部側(cè)推，重復(fù)以上步驟，然后進(jìn)行永久支護(hù)。

7 施工進(jìn)度及過(guò)程說(shuō)明

從2018年6月20日J(rèn)5點(diǎn)前50m開(kāi)始至2019年1月28日J(rèn)18點(diǎn)前30m止，累計(jì)進(jìn)尺856m，單班進(jìn)尺最大5排，最大日進(jìn)尺9.5m。受停頭治理瓦斯影響，個(gè)別月份掘進(jìn)進(jìn)尺不高。例如8月份與7月份相比，8月受瓦斯含量增大的影響割窯速度變慢，同時(shí)不能夠一次施工多排，導(dǎo)致本月進(jìn)尺略小于7月，進(jìn)尺速度沒(méi)有明顯提高。另外受打鉆探查瓦斯影響，8月份、9月份、10月份，11月份和12月份均停頭1日至15日進(jìn)尺。

8 使用效果及勞動(dòng)效率分析

8.1 勞動(dòng)效率分析

在使用機(jī)載臨時(shí)支護(hù)掘進(jìn)期間，早班平均每班進(jìn)尺2排，中班、夜班平均每班進(jìn)尺3排，日平均進(jìn)尺量為8排。在使用邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)掘進(jìn)期間，早班平均每班進(jìn)尺3排，中班、夜班平均每班進(jìn)尺4排，日平均進(jìn)尺量為11排。

8.2 經(jīng)濟(jì)效率分析

9 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)使用邁步式臨時(shí)支護(hù)裝置，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全系數(shù)。其次掘進(jìn)機(jī)割煤出貨之后，退到支架后方，迎頭空間寬敞，頂板和幫部錨桿可同時(shí)施工，人員利用率高。但是還需進(jìn)一步改善，對(duì)Ⅱ634機(jī)巷該條巷道，邁步式臨時(shí)支護(hù)裝置存在臨時(shí)支護(hù)站腿無(wú)法一次到迎頭、鋼帶定位困難、操作片閥易損壞和移動(dòng)時(shí)不能與局扇風(fēng)筒同步移動(dòng)等問(wèn)題。

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