謝吉棟 王軍輝

(永城煤電控股集團(tuán)有限公司城郊煤礦)

煤礦巖巷掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)技術(shù)優(yōu)化

謝吉棟 王軍輝

(永城煤電控股集團(tuán)有限公司城郊煤礦)

介紹了煤礦巖巷掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)技術(shù)的概念、工藝流程及相關(guān)要求，通過(guò)對(duì)新型與傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)工藝的對(duì)比，確認(rèn)了新型臨時(shí)支護(hù)技術(shù)在工序、使用、主動(dòng)性、防倒性、適應(yīng)性等方面都具有顯著的優(yōu)勢(shì)，并取得了較好的實(shí)踐效果。

煤巖巷掘進(jìn) 臨時(shí)支護(hù) 工藝流程

煤巖巷掘進(jìn)傳統(tǒng)的臨時(shí)支護(hù)方式為利用3根或者4根無(wú)縫鋼管加工制成前探梁與特制吊環(huán)，采用木板或木楔進(jìn)行探梁固定。該臨時(shí)支護(hù)方式操作繁瑣，且適應(yīng)性、支護(hù)效果都比較差，頂板管理難度大，掘進(jìn)施工進(jìn)度慢。為了在確保安全的基礎(chǔ)上提高巖巷掘進(jìn)速度，對(duì)新的巷道臨時(shí)支護(hù)工藝進(jìn)行了探討，以尋求新型臨時(shí)支護(hù)方式，克服傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)方式的弊端。

1 新型臨時(shí)支護(hù)

1.1 新型臨時(shí)支護(hù)方式

采用輕型單體液壓支柱與單邊π型梁，將單邊π型梁固定在后巷的永久支護(hù)錨桿上[1]，具體如圖1所示。巷道斷面寬度決定了巷道單邊π型梁與輕型單體液壓支柱的數(shù)量，如表1所示。

圖1 錨網(wǎng)索噴巷道臨時(shí)支護(hù)示意(單位：mm)

1.2 輕型單體液壓支柱

單體液壓支柱主要包括活柱、底座、缸筒、三用閥、手把、復(fù)位彈簧等，其中活柱又包括活頂、加長(zhǎng)管、封頭、活塞管等。單體液壓支柱工作介質(zhì)為乳化液或者靜壓水，通過(guò)過(guò)濾器與注液槍將工作介質(zhì)注入到單體液壓支柱的缸管中，實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道頂板的支撐。在單體液壓支柱的支撐力到達(dá)初撐力之后將注液槍撤下，封存三用閥上的單向閥，避免活柱下降[2]。

表1 巷道斷面與臨時(shí)支護(hù)支柱匹配

1.3 支護(hù)工藝流程

①處理迎頭頂板的活矸與危石；②安裝單邊π型梁(前探梁)吊環(huán)；③利用撐桿挑起網(wǎng)片，將單邊π型梁(前探梁)穿入其中；④將網(wǎng)連接到永久支護(hù)上，將單邊π型梁(前探梁)吊環(huán)固定并擰緊；⑤按照先中間后兩邊的順序打單體液壓支柱，并用防倒繩固定；⑥安裝完成后檢查支護(hù)效果。

1.4 新型臨時(shí)支護(hù)方式的相關(guān)要求

(1)強(qiáng)化頂板管理，一旦發(fā)現(xiàn)頂板壓力大、頂板離層、有響聲等情況，要立即停止作業(yè)并撤出所有工作面人員，等到頂板恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，從外向里強(qiáng)化支護(hù)后再繼續(xù)施工。

(2)爆破完成后必須進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，將頂板裸露的時(shí)間降至最低。施工過(guò)程中，工作人員必須在永久支護(hù)或者臨時(shí)支護(hù)的防護(hù)下進(jìn)行，如沒(méi)有支護(hù)措施則不能施工。

(3)在臨時(shí)支護(hù)中必須具備“一梁、一柱、一吊環(huán)”[3]，其中“一梁”為單邊π型梁，“一柱”為輕型單體液壓支柱，“一吊環(huán)”為單邊π型梁專用吊環(huán)。在臨時(shí)支護(hù)中，專用吊環(huán)必須固定在后巷永久支護(hù)錨桿上。

(4)在挖掘單體液壓柱柱窩與打注過(guò)程中，工作人員必須始終處于永久支護(hù)或可靠的臨時(shí)支護(hù)之下，當(dāng)柱窩完成之后，單體液壓支柱要確保有力且不出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。單體液壓柱必須配備防倒繩，避免其倒下。

(5)在掘進(jìn)的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)臨時(shí)支護(hù)的單體液壓柱出現(xiàn)漏液、松動(dòng)等情況[4]，要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)液工作。每個(gè)工作班次都必須安排專人對(duì)單體液壓柱的支護(hù)情況進(jìn)行不定時(shí)檢查及循環(huán)注液工作，對(duì)損壞的單體柱要及時(shí)更換，確保支護(hù)的質(zhì)量能夠滿足要求。

(6)注液槍高壓軟管連接頭必須具備快速結(jié)構(gòu)與插銷，而且在連接的過(guò)程中確保牢固。每次在使用前必須認(rèn)真檢查，合格后才能夠使用。

(7)完成單體液壓支柱打注后，如果單邊π型梁與上方頂板間的空頂大于300 mm，用木板進(jìn)行固定。

2 新型支護(hù)的特點(diǎn)

(1)實(shí)現(xiàn)了工序的優(yōu)化。新型支護(hù)工藝對(duì)迎頭頂板的活矸與危石進(jìn)行了更為細(xì)致的處理，通過(guò)撐桿將網(wǎng)片挑起，并將需要安裝的單邊π型梁穿入其中，在網(wǎng)連接永久支護(hù)的操作上更為便利；吊環(huán)固定后，將其擰緊便完成了加固工序，支護(hù)效果更為理想；優(yōu)化了傳統(tǒng)的臨時(shí)支護(hù)工藝，縮短了作業(yè)時(shí)間，使生產(chǎn)組織更加主動(dòng)；傳統(tǒng)的臨時(shí)支護(hù)工藝耗費(fèi)時(shí)間為1～2 h，改進(jìn)之后僅僅需要30 min[5]。

(2)輕便易用。輕型支柱是一種新型外部供液的恒阻式單體液壓支柱，在承載和抗偏載方面有著較為突出的優(yōu)越性，所采用的材料為玻璃鋼，具有重量小、耐腐蝕與易操作的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的臨時(shí)支護(hù)中所采用的鋼支柱相比，質(zhì)量?jī)H為鋼支柱的40%，在保證安全生產(chǎn)的同時(shí)，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

(3)實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)支護(hù)。新型臨時(shí)支護(hù)工藝為“一梁、一柱、一吊環(huán)”。將支護(hù)結(jié)構(gòu)承載的巨大負(fù)荷轉(zhuǎn)化成支擋結(jié)構(gòu)的一部分，使其服務(wù)于支護(hù)結(jié)構(gòu)，即巧妙地利用了原本不利的條件，提高了支護(hù)效果，使得巖巷掘進(jìn)更具有安全性與可靠性，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)支護(hù)。另外，還節(jié)省工程造價(jià)，更利于在苛刻的環(huán)境中施工。

(4)防倒。專用吊環(huán)有顯著的固定效果，能夠有效地避免單體柱與π型梁壓力過(guò)大、接觸面受力不均、掉梁等情況的發(fā)生；單體柱上都配備有防倒繩，提高了單體柱的安全性。

(5)球面活頂適應(yīng)性增強(qiáng)。輕型單體液壓支柱球形活頂配合π型梁，大幅度提升了支護(hù)工藝的適應(yīng)性，當(dāng)巷道頂板不平或者呈現(xiàn)弧形時(shí)，球形活動(dòng)能夠自動(dòng)調(diào)整。

3 結(jié) 語(yǔ)

在傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)方式的基礎(chǔ)上，新型臨時(shí)支護(hù)方式優(yōu)化了工序，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)支護(hù)、防倒更加有效，球面活頂適應(yīng)性增強(qiáng)等。當(dāng)前，新型臨時(shí)支護(hù)工藝已經(jīng)在巖巷掘進(jìn)中得到了更為全面與廣泛的推廣應(yīng)用，取得了較好的效果，相信在未來(lái)的巖巷掘進(jìn)中，該新型臨時(shí)支護(hù)工藝將會(huì)有更加良好的推廣前景。

[1] 劉泉聲,黃 興,時(shí) 凱,等.煤礦超千米深部全斷面巖石巷道掘進(jìn)機(jī)的提出及關(guān)鍵巖石力學(xué)問(wèn)題[J].煤炭學(xué)報(bào)，2012(12)：2006-2013.

[2] 萬(wàn)志軍,李學(xué)華,劉增平,等.許廠煤礦松碎不穩(wěn)定圍巖巷道錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)[J].采礦與安全工程學(xué)報(bào)，2012，65(4)：427-431.

[3] 李 偉，曹淑良，李善飛.掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)配套技術(shù)研究與應(yīng)用[J].煤礦支護(hù)，2014(2):40-42.

[4] 諸葛祥華,張 信.大采深緩傾斜煤層挖掘式裝巖機(jī)配梭式礦車快速掘進(jìn)技術(shù)研究[J].山東煤炭科技，2013，63(4)：99-100.

[5] 楊仁樹(shù).我國(guó)煤礦巖巷安全高效掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，41(9)：18-23.

·記者在線·

山西省發(fā)布鋼鐵等13項(xiàng)節(jié)能地方標(biāo)準(zhǔn)

近日，山西省質(zhì)監(jiān)局發(fā)布了13項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。其中7項(xiàng)為強(qiáng)制性地方標(biāo)準(zhǔn)：db14/1056—2015《紅花提取液?jiǎn)挝划a(chǎn)品綜合能耗限額》、db14/1057—2015《大小容量注射劑單位產(chǎn)品綜合能耗限額》、db14/1058—2015《日用玻璃單位產(chǎn)品綜合能耗限額》、db14/1059—2015《燒結(jié)磚瓦單位產(chǎn)品綜合能耗限額》、db14/1060—2015《軟飲料單位產(chǎn)品綜合能耗限額》、db14/1061—2015《陶粒壓裂支撐劑單位產(chǎn)品綜合能耗限額》、db14/1062—2015《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉單位產(chǎn)品綜合能耗限額》；6項(xiàng)推薦性地方標(biāo)準(zhǔn)：db14/t1063—2015《低壓電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償系統(tǒng)使用規(guī)范》、db14/t1064—2015《鋼鐵企業(yè)能源管理體系實(shí)施指南》、db14/t1065—2015《電解鋁企業(yè)能源管理體系實(shí)施指南》、db14/t1066—2015《甲醇燃料調(diào)配規(guī)范》、db14/t1067—2015《卓越能源績(jī)效評(píng)價(jià)規(guī)范》、db14/t1068—2015《企業(yè)能源管理體系評(píng)價(jià)規(guī)范》。

2015-04-20)

謝吉棟(1983—)，男，助理工程師，476600 河南省永城市。