李昌鍵

（沈陽焦煤股份有限公司林盛煤礦，遼寧 沈陽 110108）

林盛煤礦年掘進(jìn)總進(jìn)尺在12000m以上，巷道掘進(jìn)煤巷采用錨網(wǎng)索支護(hù)、架棚支護(hù)，巖石巷道采用錨噴支護(hù)。架棚支護(hù)巷道每年掘進(jìn)進(jìn)尺在4000m以上，比例占全礦井掘進(jìn)進(jìn)尺35%左右。但是，多年來炮掘工字鋼棚支護(hù)巷道的防倒裝置一直存在材質(zhì)容易變形、安裝使用繁瑣、防倒防傾斜效果差等問題。臨時(shí)支護(hù)裝置使用時(shí)存在空頂作業(yè)，不方便操作，安全效果差等問題。影響了巷道的掘進(jìn)單進(jìn)水平和作業(yè)時(shí)的安全。為了改善作業(yè)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，研制出了一種實(shí)用的防倒裝置和臨時(shí)支護(hù)裝置。

1 防倒裝置研制與應(yīng)用

1.1 棚腿傾斜和倒棚原因分析

工字鋼梯形棚由一個(gè)棚梁和兩個(gè)棚腿架設(shè)而成。爆破時(shí)，工字鋼棚受到迎頭爆破沖擊波的作用，在梁腿接觸處和棚腿與腿下支撐處很容易發(fā)生錯(cuò)位，造成工字鋼棚棚梁、棚腿變形，嚴(yán)重會(huì)發(fā)生倒棚事故。

1.2 防倒受力分析

炮掘梯形工字鋼棚支護(hù)巷道的掘進(jìn)中，工作面受爆破影響，迎頭工字鋼棚所受到的爆破沖擊力可分解為三個(gè)方向的分力，分別是爆破力水平向前的分力，爆破力在垂直方向上的分力，爆破力在水平向外的力。

1.3 防倒裝置的設(shè)計(jì)

防倒裝置使用為10mm厚鐵板、2寸鐵管、防倒鏈、螺絲桿組成。鐵板焊接制作成防倒筐，2寸鐵管兩端打孔制作成鐵撐，螺絲桿當(dāng)銷子使用。防倒筐銷子使用防倒鏈和鐵板制作。裝配在一起，即為一組防倒裝置。

1.4 防倒裝置的使用方法

工作面可以循環(huán)使用防倒裝置。防倒裝置每架棚安裝兩組，兩幫各一組。位置在：棚梁防倒筐卡在棚梁擋板里側(cè)，棚腿防倒筐卡在距棚梁下550mm處。兩梁及兩腿之間采用鐵撐相互連接，防倒筐部件上齊上牢，銷子背向工作面一側(cè)打緊，達(dá)到防倒目的。

圖1 防倒裝置使用示意圖

2 臨時(shí)支護(hù)裝置研制與應(yīng)用

2.1 工字鋼棚空頂距離分析

以2.4m（梁）×2.4m（腿）梯形工字鋼棚為例，棚距1.0m，岔腳為20%。最大、最小臨時(shí)控頂距：炮后不超過1.2m，炮前不超過0.2m。

2.2 臨時(shí)支護(hù)裝置設(shè)計(jì)

臨時(shí)支護(hù)裝置由護(hù)頂開柈和前探支護(hù)兩部分組成。前探支護(hù)由4個(gè)金屬吊筐和2個(gè)前探梁構(gòu)成。前探梁長(zhǎng)3.6m的鐵管，直徑75.5mm，壁厚4mm。吊筐：采用10mm厚的鐵板制成。吊筐固定：吊筐用配套的圓鋼銷棒（直徑不小于∮20mm）固定在工字鋼棚梁上。

2.3 臨時(shí)支護(hù)裝置使用方法

爆破后先在工作面迎頭前一架棚棚梁上方打不少于4根2.4m開柈臨時(shí)護(hù)住頂板，再移設(shè)前探支護(hù)形成工作面頂板臨時(shí)支護(hù)。操作人員站在永久支護(hù)下作業(yè)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。敲幫問頂，打護(hù)頂開柈，及時(shí)移設(shè)前探支護(hù)。金屬吊筐用固定銷棒固定在工作面迎頭前一架、前三架棚梁上，并保證同一側(cè)的前后兩個(gè)吊筐平行巷道中心線，同一排兩個(gè)吊筐間距在1.0～1.6m。金屬吊筐固定好后，前探梁穿過吊筐，把鐵管推移到煤壁，形成前探支護(hù)。

3 防倒裝置和臨時(shí)支護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)

（1）防倒裝置和臨時(shí)支護(hù)裝置耗材經(jīng)濟(jì)，制作簡(jiǎn)單，可循環(huán)使用，節(jié)省材料消耗。（2）防倒裝置通過防倒筐和鐵撐使工字鋼棚，梁與梁、腿與腿、梁與腿之間形成聯(lián)鎖支護(hù)，起到較好的防倒效果。（3）防倒裝置利用防倒筐和鐵撐作用于工字鋼棚棚腿之間，既增強(qiáng)了裝置穩(wěn)定性又?jǐn)U大了裝置應(yīng)用范圍。可根據(jù)棚距大小調(diào)整鐵撐長(zhǎng)度，能對(duì)不同支護(hù)棚距進(jìn)行調(diào)節(jié)。（4）臨時(shí)支護(hù)裝置操作時(shí)，人員站在永久支護(hù)下放作業(yè)，解決了空頂作業(yè)問題。（5）圍巖松軟、頂板破碎時(shí)，可增加護(hù)頂開柈?dāng)?shù)量避免漏頂事故發(fā)生，靈活多變，安全效果好。（6）防倒裝置和臨時(shí)支護(hù)裝置結(jié)構(gòu)緊湊合理，安裝拆卸方便，便于人員操作。

圖2 臨時(shí)支護(hù)裝置使用示意圖

4 結(jié)語

林盛煤礦炮掘工字鋼棚支護(hù)巷道通過現(xiàn)場(chǎng)使用該防倒裝置和臨時(shí)支護(hù)裝置表明。防倒裝置能有效提高工字鋼棚支護(hù)質(zhì)量，棚梁、棚腿變形傾斜問題明顯減少，杜絕了倒棚事故發(fā)生，減少了處理變形棚工作量，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。臨時(shí)支護(hù)裝置能解決原來工人站在無臨時(shí)支護(hù)的安全隱患下施工作業(yè)的問題，杜絕了空頂作業(yè)，防止頂板事故發(fā)生，安全效果好。同時(shí)，這兩套安全防護(hù)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全系數(shù)高、安裝拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)，工人在施工中安全有了進(jìn)一步的保證，為巷道快速掘進(jìn)和安全生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。