掘进工作面不同支护条件下临时支护浅探

２０１０年第５期　中州煤炭　总第１７３期　掘进工作面不同支护条件下临时支护浅探　马莉萍，陈三磊　（平煤股份二矿，河南平顶山４６７０００）　摘要：煤矿掘进工作面临时支护安全问题是困扰煤炭生产多年的一项技术难题。系统归纳总结了金属梯形　支架支护、拱形金属支架支护、锚喷（杆）支护条件下掘进工作面临时支护结构、适用条件及使用方法，对适　用于不同类型掘进巷道的金属前探梁临时支护设施进行了介绍。　关键词：巷道掘进；顶板控制；临时支护　中图分类号：ＴＤ３５３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００３—０５０６（２０１０）０５—００６９—０３　爆破或掘进机截割完成后的正常施工工艺是进　道，多采用金属前探梁临时支护，其支护方式虫ｕ　１　行临时支护和永久支护，此时掘进面人员比较密集，　所示。前探梁分为２种：工字钢和ｎ型钢梁（或槽　特别在架棚或安设钻机打锚杆等环节时人员靠近空　钢）。固定前探梁的卡箍（图２）：用　２０　ｍｍ的圆　顶区，虽然执行敲帮问顶等措施，但仍有片帮和掉顶　钢、厚１４　ｍｍ的钢板制作而成；销子为１５０　ｍｍ×３０　等情况发生，这是顶板控制的薄弱环节。由于打眼、　ｍｍ×１４　ｍｍ（长×宽×厚）的钢板。　装岩、支护等多数是在空顶或近似空顶下作业，尤其　是在不稳定顶板条件下进行，在缺乏有效的临时支　护设施的条件下，掘进工作面冒顶事故时有发生，难　以实现安全生产。　ｌ临时支护特点　掘进巷道临时支护是在掘进工作面架设永久支　护之前架设的维护工作空间、保护施工人员安全的　一种临时支架（或设施），以防止工作面超前支承压　图１　金属梯形支架支护巷道示意　力和沿倾斜方向支承压力的叠加作用而引起的巷道　围岩变形、移动、破坏，在适当时机可改为永久支护。　巷道临时支护的特点是：服务期限短，紧跟工作面，　除锚喷支护外，临时支架（或设施）均可回收复用。　为确保掘进作业人员的人身安全，避免空顶作　业，必须解决掘进工作面临时支护问题。根据现场　地质条件，不同支护形式条件下使用针对性的巷道　必一　临时支护方法，将提高巷道掘进顶板安全控制水平，　图２　金属梯形支架支护巷道前探梁紧固装置示意　有效增加掘进面空顶范围内的安全系数，为作业人　（２）适用条件。多用于地质构造复杂、压力大、　员创造安全的作业环境，实现较长的安全周期。　节理发育、易冒落，顶板破碎的煤巷、半煤巷、岩巷放　２金属梯形支架支护　炮易造成倒棚的巷道掘进。巷道坡度恒定的斜巷、　上下山施工，或以上条件下的平巷施工，施工棚距　（１）结构。采用金属梯形支架支护的掘进巷　０．４～０．６　ｍ，最大控顶距０．８　ｍ，最小控顶距０．４　ｍ。　收稿日期：２０１０—０３—０４　（３）使用方法。①放炮（掘进机切割）后，站在　作者简介：马莉萍（１９８３一），女，河南禹州人，助理工程师，２００８年　安全地点，１人观山，１人用长柄工具进行敲帮问顶，　毕业于河南理工大学，现从事煤矿技术管理工作。　清除顶板和两帮上的危岩活矸（煤）。②借助掘进　・６９・　２０１０年第５期　中州煤炭　总第１７３期　面的浮煤（矸），搭好临时脚手架，前移前探梁，将棚　梁安放在前探梁预定位置上，并用木楔调整好前探　４　锚喷支护　（１）轻型单体液压支柱临时支护结构。用于锚　喷支护掘进面临时支护的ＤＷＢ３５．３０／１００型轻型单　体液压支柱，采用玻璃钢（ＦＲＰ）材料设计制作而成。　其结构主要由活柱、缸筒、底座、把手、三用阀、复位　梁的倾斜度，使前探梁的高度符合要求，前探梁互相　平行，并垂直于掘进面。③将背板、金属网（或塑料　网或竹、荆笆）摆在棚梁上刹实背牢，并搭接连网使　之符合要求。然后在棚梁和网、背板的掩护下，挖合　适的柱窝，安装棚腿，并搭好撑木，背牢两帮。④如　果顶板不平或出现构造，前探梁确实无法撺进时，可　采用锚链吊挂前探梁，锚链采用马蹄环与棚梁连接，　固定马蹄环的螺母必须上满丝，前探梁上必须刹实　背牢。　３拱形金属支架支护　（１）结构。如图３所示，该前探梁由挂钩式前　探梁卡子和探梁组成。　哨　图３　拱形金属支架支护巷道示意　（２）适用条件。该前探梁适用于倾角１５。以下　的煤巷、半煤岩巷掘进的Ｉ临时支护，不适用于岩巷掘　进的临时支护。　（３）使用方法。采用２根长４　ｍ的１１　工字钢　做探梁，每根探梁上用３套前探梁卡子固定。掘进　工作面放炮（掘进机切割）后，先进行敲帮问顶，清　除顶板和两帮上的危岩活矸（煤）；然后前移前探　梁，推移距离略小于棚距，且前探梁互相平行，并垂　直于掘进面，将棚梁安放在前探梁合适位置上；用背　板、金属网（或塑料网或竹、荆笆）刹背顶板，再在前　探梁、棚梁的掩护下进行其他工序的作业。如果顶　板不平或出现构造，前探梁确实无法撺进时，可采用　锚链吊挂前探梁，锚链采用马蹄环与拱形棚梁连接，　固定马蹄环的螺母必须上满丝，前探梁上必须刹实　背牢。　・７０．　弹簧等组成（图４）。　遣里　加长管　活柱　注液三星塑　封头　复位弹簧　绷避　２缸筒　二　活塞筒　底座　图４　ＤＷＢ轻型单体液压支柱示意　（２）工作原理。单体柱以乳化液或静压水为工　作介质，工作介质通过过滤器、注液、三用阀上的　单向阀注入缸筒，顶出活柱，通过前探梁支撑住顶　板。达到初撑力后下撤注液，三用阀上的单向阀　封住液体（乳化液或静压水），使柱体不能下降。当　巷道顶板有微量下降时，引起活柱产生相应的微量　下降，缸筒内的工作介质压力增高使活柱顶力增大，　从而平衡顶板的下降力。当顶板压力过大，引起缸　内工作介质压力超过三用阀上安全阀的调定压力　时，安全阀自动打开泄液，使活柱下降，保护支柱不　受损伤。使用完毕，将卸载把手插入三用阀上相应　的孑Ｌ中，转动卸载把手以打开三用阀的卸载阀，活柱　在复位弹簧的拉力作用下复位，并将工作介质从卸　载阀快速排出。　（３）适用条件。该临时支护适用于巷道顶板倾　角小于ｌ５。的锚喷支护巷道。　（４）使用方法。放炮（掘进机切割）后先敲帮问　顶，清除顶板和两帮上危岩活矸（煤）；再按要求背　上金属网，根据巷道断面大小，沿巷道掘进方向将３　～４套轻型单体液压支柱支护到掘进面煤（岩）壁，　要求单体液压支柱硬打硬上，站在实底上；然后在单　体液压支柱系统的掩护下打锚杆、出煤（矸）等。　５锚杆（网）支护　（１）结构。主要由前探梁（由ｌ０　槽钢制成，长　２０１０年第５期　马莉萍等：掘进工作面不同支护条件下临时支护浅探　总第１７３期　４　ｍ）和吊挂探梁的吊环组成（图５）。　顶板，穿入前探梁到掘进面煤壁（距煤壁３００　ｍｍ左　右），按要求用锚梁或钩钎将锚网（需要铺网的情况　下）锚梁推至所要打锚杆位置，背顶时应预留出锚　杆眼的位置。用楔子打紧前探梁，且保证前探梁互　相平行，并垂直于掘进面，在前探梁的掩护下打锚　嚣　国一１：白固囵日：　：ｊＩ：　囵囵固　＝＝：曲囵甲　：０８Ｉ　一　Ｉ一８【ｘ】　８００　一８【ｘ】　ｌ　杆、出煤（矸）等。但遇到下列情况应改用轻型单体　液压支柱：①巷道顶板破碎、裂隙发育、围岩自稳性　差时；②前探梁不能及时推进或无法推进时；③施工　永久支护，前探梁须抽掉时；④当有悬岩、悬顶或伞　岩，经敲帮问顶不能找掉时。　图Ｓ锚杆（网）支护巷道前探梁示意　６　结语　临时支护的护顶效果直接关系到顶板安全。为　杜绝空顶作业，在永久支护前，必须依据现场实际地　质条件，首先选择科学合理的临时支护。但临时支　护不是万能的，它只是一种有效的手段，传统的敲帮　（２）适用条件。这种Ｉ艋时支护适用于锚杆（网）　支护的煤巷、半煤岩巷，且锚杆外露部分有螺纹。　（３）使用方法。放炮（掘进机切割）后进行敲帮　问顶，清除顶板和两帮上的危岩活矸（煤）；用力矩　扳手紧固掘进面的锚杆，使锚杆锚固力不小于４０　ｋＮ，而后以掘进工作面最靠前的顶板２排锚杆来安　设吊环，并在原吊挂前探梁的锚杆上加上第２个螺　母，吊环螺母旋入锚杆不小于１０　ｍｍ，拧紧，然后２　人站在有支护的地点用锚梁将锚梁锚网托起，紧贴　・问顶制度、专人观察顶板等方法依然要使用。工作　面发生顶板事故的原因很多，有主观原因、客观原　因，质量原因、管理原因等，只有综合治理才能使用　好临时支护，杜绝空顶作业，控制顶板事故的发生，　实现煤矿安全生产。　・：》　，９　・自　—９　・，９　・９　—９　，９■｝・：Ｉｒｔｒ，　ｋ・，９‘｝’：Ｉ　，　（责任编辑：秦爱新）　・９‘｝　，９ｋｒ　，９■｝，９．ｔ・９　９　，９　，９．正ｒ・９　—ｓ‘｝—９　业§・壬，・－９‘　・ｓ‘｝，　　｝—・９　・９　・９‘｝・：　・９ｋ・・９　・：》　，９　・９　・９ｋｒ’　（上接第５４页）　支架正下方，并用卡道器固定，车　巷布置，注液升紧；②回撤出５　支架；③将６　支架转　出，与４　支架并排布置并注液升紧，架间距８００　ｍｍ；　轮两侧用木楔背紧。④操作阀组使支架缓慢下放到　平板车上，用单体柱调整支架的位置使固定螺栓孔　对正。⑤支架四角用Ｍ３０　Ｘ　１００　ｍｍ螺栓配合平垫、　弹垫与平板车固定。　４．４调设掩护支架　④每回撤１架，两掩护架交替向前拉移。　５　结语　１　１０１１工作面于２００９年１１月２８日８点班开始　回撤，２００９年１２月１２日１６：００班全部回撤结束，平　均每天回撤８架，最多回撤ｌ１架。支架回撤共用时　１５　ｄ，比原计划提前５　ｄ完成。综采工作面液压支　由于工作面顶板破碎，支架回撤后，顶板及时垮　落，回撤三角区内顶板维护困难，转架空间难以保　证。通过采用单体柱配合调设掩护支架的方法对三　角区进行支护，保证了磨架空间。掩护支架布置如　图３所示。　架快速回撤技术的成功实践，为焦作矿区高矿压、薄　基岩、破碎顶板条件下工作面支架快速回撤积累了　丰富经验，为赵固一矿后续工作面的支架回撤奠定　了基础。　参考文献：　［１］郭胜利．复杂地质条件下综采工作面液压支架回撤技术［Ｊ］．　煤炭工程，２００６（７）：３５－３６．　［２］　张明清，岳宗洪，吴桂义，等．综采工作面下行式支架回撤技术　图３掩护支架布置示意　的理论研究与实践［Ｊ］．煤炭工程，２００８（４）：３５－３８．　（责任编辑：梁郁鑫）　调设掩护支架的方法为：①将４　支架转出靠新　・７１・