综掘工作面临时支护的改进

维普资讯 http://www.cqvip.com 煤矿现代化　２００７年第１期　总第７６期　综掘工作面临时支护的改进　济宁二号煤矿　祝二亮顾颖诗王保东　现掘进工作面临时支护采用前探粱支护形式，从现场使　１０ｍｍ规格的梯形托盘。　用过程中发现存在使用不规范、不易操作、承载力较小、是被　动支护方式等弊端。采用“ＤＷＬ型矿用轻型临时单体液压支　柱”作为临时支护单体是一种新型的临时支护方式，是对掘进　一锚固剂：顶部锚杆均采用一根ＭＳＣＫＡ２３／６０　Ｑ／ＹＺＫ０３３和　根ＭＳＫ２３／６０　Ｑ／ＹＺＫ０３３的树脂药卷进行锚固。帮部锚杆使　用一根ＭＳＣＫＡ２３／３０　Ｑ／ＹＺＫ０３３和一根ＭＳＫ２３／６０　Ｑ／ＹＺＫ０３３　工作面支护形式的改进，是对掘进工艺一次全新的尝试，围绕　矿井开拓的实际情况，决定在９３上Ｏ７轨顺进行试验。　１　９３上０７轨顺工作面基本概况　（１）该巷道设计全长为１３４３．４７５ｍ（九采３上轨道巷巷中　一９３上０７切跟导峒中），９３上０７轨顺联络巷现已施工完成，　９３上Ｏ７轨顺开口段现已施工约６５ｍ，剩余施工长度约为　１２７６．５７５ｍ（平距）；巷道断面为矩形。　（２）巷道揭露煤层及煤层顶底板情况。该顺槽沿３上煤　层顶板施工，主要揭露煤３上及底板粉砂岩。煤层上有一层泥　岩伪顶，灰黑色，富含植物根部及叶部化石，易破碎冒落，ｆ＝１．　５－３，厚度１．Ｏ～１．２５ｍ；直接顶为粉砂岩，灰黑色，成分以石英、　长石为主，致密，含植物根部化石碎片，ｆ＝３～５，厚度０～６ｍ；老顶　为中砂岩，成分以石英、长石为主，泥质胶结，含少量暗色矿　物，岩性坚硬，ｆ＝６～１３．５，厚度９．９５～１６．５ｍ。煤３上，黑色，以亮　煤为主，暗煤次之，煤层产状变化大，煤层倾角２～１２。，煤厚　１．０～２．０ｍ平均１．３１ｍ；煤层结构复杂，局部含一层厚度０．２ｍ左　右的泥岩夹矸，ｆ＝２．１左右，为软～中等硬度煤层。底板粉砂岩，　灰黑色，含植物根部化石，波状层理，岩性脆易破碎，ｆ＝３～６。　（３）根据九采３上皮带巷已掘巷道矿压观测资料显示，　该３上煤层围岩相对稳定，两帮成型较好，未出现片帮现象。　２　９３上０７轨顺掘进工作面原设计支护方案：　２．１巷道断面（见表１）：　该巷道为锚网粱支护，断面形状为矩形，Ｓ荒＝１０．５　ｍ　，Ｓ　净＝９．６ｍ　。　表１巷道断面特征参数表　２．２支护方式　２．２．１　支护说明　（１）临时支护为前探粱支护形式。前探梁采用￣８１ｍｍ钢　管制作，每根长４５００ｍｍ，共２根，距巷中左右１２００ｍｍ位置各　一根，前探梁穿在…Ｕ’型吊环上，吊环用　２０ｒａｍ的圆钢制　作，悬吊在上一循环打好的锚杆上，吊环必须固定牢固，螺栓　露出螺母３－５丝。探梁支点数量１个，根，前端要触及迎头岩　面。　（２）永久支护：该巷道永久支护采用锚网梁支护形式。　锚杆：巷道顶板采用６根ＭＬ　ＩＩＩ　２０／２２００　Ｑ／ＹＺＫ０３１螺纹　钢锚杆，两帮采用３根ＭＬ　１１１　２０／１８００　Ｑ／ＹＺＫ０３１螺纹钢锚　杆；锚杆间排距顶帮均８００ｘ８００ｍｍ。锚杆托盘使用１２０ｘ１０８ｘ　・１６・　的树脂药卷进行锚固。　金属网：顶网：采用１０＃铁丝编制的菱形网，网格为５０ｘ　５０ｍｍ，规格为ＬＷ　５０，３一－ｓＺ一１．７５　ｘ４．６　Ｑ／ＹＺＫ０３７或ＬＷ　５０／３…ＳＺ一０．９　ｘ４．６　Ｑ／ＹＺＫ０３７的金属网；两帮采用ＬＷ　５０／３…ＳＺ一１．７５　ｘ２．４　Ｑ／ＹＺＫ０３７或ＬＷ　５０／３一－ＳＺ一－０．９　ｘ２．４　Ｑ／ＹＺＫ０３７的金属菱形网。网问搭接１５０ｎｕｎ，搭接处采用双股　１２—１４＃铁丝拧紧拧牢，绑扎点问距为２５０ｍｍ。　钢筋梯：钢筋梯采用中１０ｍｎｌ的钢筋焊制而成，规格为：　顶部ＧＴ１０／４６００　Ｑ￣＇ＺＫ０３５，帮部ＧＴ１０／２４００　Ｑ／ＹＺＫ０３５。钢筋　搭接处，采用锚杆托盘穿过压实压牢。　３新支护方案　３．１临时支护　临时支护为单体液压支柱支护形式。每次截割后，首先进　行敲帮问顶，作业人员站在永久支护的顶板下，用找顶长把工　具找净顶板及迎头的浮矸活石，然后将顶网与上一循环顶网　前沿搭接，用联网丝连成一体，呈垂帘状，将钢带用联网丝按　排距均匀固定在网子上，用长把工具将钢带及网子一同挑起，　用手托住探粱的下沿前串前探梁，前探梁吊环的后方用方木　或木楔接顶牢固。最后用单体液压支柱顶盖托住钢带，使单体　支柱垂直顶底板放置，然后加压升柱达到设计初撑力。每根钢　带两端处各支设一根单体支柱，距钢带端头约４００ｍｍ，ｆ闪开端　头锚杆孔），单体支设要由外向里逐排进行，最大控顶距　１９００ｍｍ，最小控顶距３００ｎｌｆｎ。　３．２永久支护　将顶板钢筋梯改为４．２ｍ的梯形钢带，其他材料、参数不　变。　４　ＤＷＬ型矿用轻型临时单体液压支柱（见表２参数）　（１）采用ＱＬＢ一２０／６型矿用气动乳化液泵站加压（矿井压　力水）经注液枪、三用阀进人单体支柱工作腔，工作液体压力　推动活塞缸筒上升，接触护顶钢带并达到一定初撑力。　表２　ＤＷＬ型临时单体液压支柱的主要参数　（２）顶板来压时，支柱承受的载荷随之增加，当载荷达到　维普资讯 http://www.cqvip.com 煤矿现代化　２００７年第１期　总第７６期　或超过支柱调定最大工作阻力时，单体支柱通过三用阀溢流，　恒压卸载，活塞下缩。当单体支柱载荷低于支柱调定最大工作　阻力时，三用阀关闭，活塞停止下缩，支柱重新得到平衡，使初　撑力恒定。　（３）旋转三用阀的调压螺丝钉，可使支柱获得不同的工　作阻力。　（４）临时护顶工作完成后，将卸载手把插入三用阀卸载　孔中，人工转动卸载手把三用阀排液阀芯排液，活塞在自重和　复位弹簧作用下回落。　５单体支柱操作方法　５．１作业前的检查　（１）检查单体支柱是否有损伤，如出现渗漏、凹坑或划　痕、裂缝等现象，局部深度大于ｌｍｍ，其他可能引起缸筒爆裂　等情况的应立即停止使用，因长期使用致使摩擦面上的耐磨　层（黑色）完全被磨掉，要及时维修或更换。　（２）经常检查各密封处，不得有泄露。　（３）三用阀上的安全阀出厂时已调整好，阀要应定期检　测。不得随意调高压力，以免缸筒爆裂。　（４）本设备只能承受轴向压力，不能承受拉力或弯矩，在　顶板倾斜的巷道内使用本设备时，应使用合适垫板垫在水平　碗上，保证不产生弯矩，巷道顶板倾斜度应＜１５。，否则应采取　保护措施。　（５）注液枪和单体支柱接口要保持清洁，不允许有煤屑、　砂石等，每次连接进水管时都应在连接前冲洗干净管内砂石　异物。　５．２支护作业　作业人数３人，一人扶好单体柱子，一人现场监护，一人　持注液枪注液，收回时扳动排液阀芯排液。　５．３作业后　（１）临时支护完毕，用水冲洗单体支柱外表。　（２）检查单体支柱是否损伤，如出现渗漏、裂缝等现象，　应停止使用，及时维修或更换。　（３）将单体支柱放置于安全场所，避免炮崩、挤摔、车辗、　磕碰等意外损伤。　６施工工艺：　工艺流程：交接班安全检查一敲帮问顶一画出轮廓线一　截割出煤一敲帮问顶一挂顶网一敷设钢带一支设临时液压支　柱一打顶部锚杆眼并安设锚杆（同时铺上一个循环帮网打注　帮部锚杆）一回撤已支护好顶板下的临时支柱一出余煤转入　下一个循环。　７根据现场实际操作情况，在支设单体时必须注意　的问题　（１）单体下井首次使用前要连续排气３次。　（２）单体支柱注液上升时，应保持单体支柱匀速伸长，以　避免冲击。　（３）支护时，单体支柱顶盖四爪应与上支点充分接触并　受力均匀。　（４）单体支柱排液回落时，手不要扶活塞缸筒上，防止伤　手。　（５）单体支柱使用时要轻拿轻放，不用时置于安全场所。　（６）三用阀要应定期检测，不得随意调高压力，以免缸筒　爆裂。　（７）每次使用前必须检查单体支柱是否损伤，如出现渗　漏、裂缝等现象，应停止使用。　（８）现场必须配备专用液压泵，在矿井水额定压力小于　３．８ＭＰａ时及时投入使用，确保单体初撑力。　（９）液压泵出口压力调整好后，严禁任何人随意乱动。　（１０）现场使用矿井水作为工作液时，每次使用观察专用　液压表测定的矿井水压力，在矿井水额定压力小于３．８ＭＰａ　时，必须使用专用液压泵供液，严禁用矿井水作为工作液体。　（１　１）迎头供水管尽头安设专用液压表，随管路延伸挪　移。班中全过程监测矿井水压力，若矿井水压力满足不了要求　时，立即使用专用液压泵供液。　（１２）所有使用单体支柱人员要经过专门培训，熟练掌握　单体性能及操作方法后方可进行单体支柱操作，现场施工时由　厂家技术人员跟班指导。　（１３）单体支柱上端要加工一付带钩的链子，单体支设后　将钩子挂在顶板网子上，与顶板联成一体，防止意外倒柱伤　人。　（１４）扶柱人员不得背向两帮及迎头站立，防止意外片帮　伤人。　（１５）液压枪使用时严禁对人，不用时要悬挂在不易碰到　的位置，且使用时安设液压表保证单体初撑力。　（１６）支柱作业时，不得少于３人，即一人扶柱、一人安全　监护、一人注液。　（１７）支柱前必须清理好现场退路，确保退路畅通，出现　意外时能够迅速撤出迎头，支设时按有外向里的顺序进行。　（１８）支柱时三用阀要旋紧，垂直两帮安设，注液人员站　在单体的外侧，左右方向与三用阀平行让开注液口的方向，观　察好周围环境，出现紧急情况时可迅速撤出。　（１９）顶板一旦有异常，扶柱人员要将柱子向前倾倒，防　止后倒、侧倒伤人。　（２０）平巷段，单体支柱要垂直于顶底板，上坡段，单体支　柱要向上坡侧倾斜。倾斜不超过５０ｒａｍ，不准后仰，要迎山有　力。　（２１）向单体供液水源要经过滤器过滤来净化水质。　８效果分析　根据现场施工中使用单体液压支柱临时支护的经验，该　临时支护形式具有由被动支护变为主动支护，从而减少围岩　变形量，使围岩应力趋于平衡，提高工作效率，提高掘进单进　水平，有利于现场临时支护安全工作，现场实现了安全快速施　工。　作者简介　祝二亮，１９７９年出生，男，江苏灌云人，２００２年参加工作，　毕业于山东矿业学院，助理工程师，现为兖矿集团济宁二号煤　矿综掘一区技术主管。　（收稿日期：２００６—５—２９）　・ｌ７・