張振國(guó) 高 鑫 龔亞光

（1.濟(jì)寧市能源綜合執(zhí)法支隊(duì)，山東 濟(jì)寧 272000；2.山東能源集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250014；3.兗礦能源集團(tuán)股份有限公司興隆莊煤礦，山東 濟(jì)寧 272100）

在煤礦綜掘托頂煤巷道，尤其是切眼擴(kuò)寬等大斷面巷道掘進(jìn)期間，通常采用支設(shè)單體支柱的方式加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度。但單體支柱支護(hù)存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)系數(shù)高，且支護(hù)強(qiáng)度較低等問(wèn)題。因此，掘進(jìn)工作面亟需一種新型的支護(hù)方式解決上述問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)安全、快速掘進(jìn)及降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的，本著“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”的原則，興隆莊煤礦在7308 切眼掘進(jìn)及擴(kuò)寬施工過(guò)程中，首次采用ZQ2000/22/48A 型液壓?jiǎn)卧Ъ埽ㄒ韵潞?jiǎn)稱(chēng)“單元支架”）作為支撐式支護(hù)，取得了良好效果。

1 單元支架簡(jiǎn)介

1.1 單元支架簡(jiǎn)介

ZQ2000/22/48A 型液壓?jiǎn)卧Ъ艿闹黧w結(jié)構(gòu)由頂梁、立柱、底座及側(cè)移裝置等四部分組成。

（1）頂梁。單元支架頂梁采用整體頂梁結(jié)構(gòu)形式。頂梁由高強(qiáng)度鋼板拼接焊接在一起形成多腔式箱型結(jié)構(gòu)，里焊接有柱帽、耳板等結(jié)構(gòu)，頂梁中輔以加強(qiáng)筋板用來(lái)提高承載強(qiáng)度，防止頂梁出現(xiàn)較大的彎曲變形。頂梁可以沿橫向和縱向擺動(dòng)一定的角度，以適應(yīng)復(fù)雜的巷道頂板情況。

（2）立柱。立柱是支架承載頂板壓力的重要部件之一，雙伸縮立柱屬于液壓無(wú)級(jí)調(diào)高且調(diào)高范圍大，能滿(mǎn)足大斷面巷道需求。

（3）底座。底座作為頂板與底板間壓力傳遞的構(gòu)件，要承擔(dān)頂板壓力和支架本體重量，起到固定立柱和穩(wěn)定支架受力狀態(tài)的作用。底座不僅要有足夠的強(qiáng)度和剛度，還要對(duì)底板起伏不平有較高的適應(yīng)性，并且要保證底板接觸比壓盡可能低。底座選擇整體式剛性底座，由鋼板焊接成箱式結(jié)構(gòu)，底座左右對(duì)稱(chēng)設(shè)有柱窩用來(lái)連接立柱，底座和立柱以球面副鉸接。底座中間焊有箱型結(jié)構(gòu)，箱體上焊有半圓環(huán)固定板穩(wěn)住立柱，增加支架整體穩(wěn)定性。

（4）側(cè)移裝置。側(cè)移裝置是實(shí)現(xiàn)單元支架自主側(cè)移的主要液壓組成部分，通過(guò)油缸的升降及伸縮達(dá)到單元支架側(cè)移的目的。

1.2 主要技術(shù)參數(shù)

單元支架主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 ZQ2000/22/48A 型液壓?jiǎn)卧Ъ苤饕夹g(shù)參數(shù)

2 單元支架拉移方法及安全技術(shù)措施

2.1 單元支架拉移方法及技術(shù)要求

（1）操作單元支架前，接好供液管路，采用遠(yuǎn)距離供液方式進(jìn)行單元支架的升降與拉移，操作方式為手動(dòng)本架就地操作。

（2）將最后一組單元支架降至最低位置，通過(guò)使用支架的側(cè)移機(jī)構(gòu)（或使用單體支柱輔助）使單元支架移動(dòng)到單軌吊運(yùn)輸線(xiàn)路上。降下單元支架前使用3T 手拉葫蘆分別在單元支架頂梁兩側(cè)將頂梁與頂板錨桿進(jìn)行連接，防止單元支架下降、移動(dòng)過(guò)程中單元支架歪倒。單元支架移動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整3T 葫蘆鏈條松緊度，保證單元支架不歪斜。

（3）使用單軌吊機(jī)車(chē)起吊模式，將單軌吊機(jī)車(chē)起吊梁上的專(zhuān)用起吊鉤懸掛在單元支架底座的專(zhuān)用起吊環(huán)上，用40T 鏈條將單元支架與起吊梁進(jìn)行固定，防止起吊過(guò)程中歪倒。緩慢起吊單元支架，使底座距離底板0.5 m左右。切換單軌吊機(jī)車(chē)行駛模式，將單元支架運(yùn)輸至第一組單元支架以外10 m 處。

（4）將單元支架落地并通過(guò)支架的側(cè)移機(jī)構(gòu)（或使用單體支柱輔助）使單元支架移動(dòng)到支護(hù)位置，然后將單元支架升夠初撐力，完成一組單元支架的外移。移動(dòng)、升緊單元支架前使用3T 手拉葫蘆分別在單元支架頂梁兩側(cè)將頂梁與頂板錨桿進(jìn)行連接，防止單元支架移動(dòng)、升柱過(guò)程中單元支架歪倒。單元支架移動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整3T 葫蘆鏈條松緊度，保證單元支架不歪斜。

（5）單元支架升緊后要做好防倒措施，使用40T 鏈條將支架頂梁與頂部錨桿進(jìn)行生根固定。

2.2 單元支架使用安全技術(shù)措施

（1）為減少單元支架移動(dòng)過(guò)程中對(duì)頂板的擾動(dòng)，單元支架初撐力不小于5 MPa 即可。

（2）拉移單元支架前，必須清理干凈支架底座周?chē)母∶?，整理好液壓管路，支架周?chē)鸁o(wú)人后方可拉移。

（3）底板松軟或有浮煤時(shí)，必須清理干凈浮煤，保證支架底座接底。

（4）底板左右傾斜不平時(shí)，人工將底板找平，防止倒架現(xiàn)象發(fā)生。

（5）操作單元支架工作時(shí)，要有一名安全監(jiān)護(hù)人員負(fù)責(zé)監(jiān)控支架的動(dòng)作區(qū)域運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)反映，避免造成人員或其他潛在事故隱患的發(fā)生，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

（6）降架、移架及升架過(guò)程中，需謹(jǐn)慎操作，確保支架平穩(wěn)、緩慢均勻動(dòng)作，且必須使用3T 手拉葫蘆分別在單元支架頂梁兩側(cè)將頂梁與頂板錨桿進(jìn)行連接，防止單元支架歪倒，并隨時(shí)調(diào)整3T 葫蘆鏈條松緊度，保證單元支架不歪斜。

（7）支架橫向拉移，必須降下立柱全部行程，緩慢供液，防止支架拉移過(guò)程中突然歪倒。

（8）支架拉移到位后，及時(shí)升夠初撐力，并使用40T鏈條將支架頂梁與頂部錨桿進(jìn)行防倒固定。防倒用40T 鏈條可通過(guò)專(zhuān)用吊環(huán)直接固定在頂板錨桿上，無(wú)需施工專(zhuān)用起吊錨桿。

（9）更換管子、閥組及處理竄漏液時(shí)，應(yīng)首先關(guān)閉截止閥，并緩慢操作支架進(jìn)行卸載，確認(rèn)無(wú)壓后方可拆卸管子和閥組，嚴(yán)防誤操作造成高壓管或高壓液傷人。處理完畢應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)的檢查，確保閥組各螺栓齊全、緊固到位，U 型銷(xiāo)齊全并插到位，緩慢打開(kāi)截止閥，供液試動(dòng)作時(shí)應(yīng)緩慢供液。

（10）當(dāng)前方頂板有錨索或錨桿外露較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)降低前梁，防止頂斷錨索、錨桿傷人。

（11）頂板局部超高時(shí)，應(yīng)使用方木接頂，確保頂梁與底座平行，確保支架初撐力達(dá)到5 MPa。方木應(yīng)使用2 道不低于12#鐵絲牢固拴到頂網(wǎng)上。頂網(wǎng)或幫網(wǎng)破損時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)好金屬網(wǎng)，防止頂板漏炭或片幫傷人。

（12）液壓?jiǎn)卧Ъ芩萌榛号浔炔恍∮?%。

3 實(shí)際應(yīng)用效果

興隆莊煤礦7308 切眼掘進(jìn)工作面所在煤層為下二疊系月門(mén)溝統(tǒng)山西組底部之3 煤，為穩(wěn)定煤層，以亮煤為主，含鏡煤條帶，屬半亮型煤，煤層傾角2°～8°,平均5°。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在距頂板2.9 m 發(fā)育一厚0.03 m 炭質(zhì)粉砂巖夾矸，距底板3.0 m發(fā)育一厚0～0.25 m、平均0.08 m 的炭質(zhì)泥巖夾矸。煤層厚度一般在6.4～9.05 m，平均8.57 m，普氏硬度f(wàn)=2.0～3.0。煤層直接頂為粉砂巖，厚度3.02～8.97 m；直接底為粉砂巖，厚度1.36～9.3 m；基本底為中砂巖，厚度8.61～12.8 m。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層總體為一單斜構(gòu)造，發(fā)育有次一級(jí)的波狀起伏。煤層傾角2°～8°，平均5°。

7308 切眼設(shè)計(jì)長(zhǎng)度約95 m。7308 切眼導(dǎo)硐上凈寬為4.8 m，切眼擴(kuò)寬3.7 m。擴(kuò)寬后，切眼正常段上凈寬8.5 m，下凈寬8.8 m。煤機(jī)窩規(guī)格：長(zhǎng)×寬=21 m×1.5 m，煤機(jī)窩段上凈寬為10 m，下凈寬10.3 m。擴(kuò)寬側(cè)與導(dǎo)硐側(cè)巷高一致（3.8～4.0 m），擴(kuò)寬面前側(cè)為矩形斷面。7308 切眼導(dǎo)硐及擴(kuò)寬施工過(guò)程中，隨迎頭掘進(jìn)安設(shè)單元支架，單元支架間距不超過(guò)10 m，且確保單元支架拖后迎頭不超過(guò)15 m。

7308 切眼導(dǎo)硐及擴(kuò)寬均為大斷面托頂煤施工，且根據(jù)沖擊危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，本工作面掘進(jìn)期間為中等沖擊危險(xiǎn)區(qū)域。施工過(guò)程中，首次采用ZQ2000/22/48A 型液壓?jiǎn)卧Ъ茏鳛橥许斆合锏朗┕み^(guò)程中的支撐式支護(hù)，取得了極好的效果，具體優(yōu)勢(shì)如下：

（1）單元支架的應(yīng)用，同時(shí)滿(mǎn)足綜掘施工過(guò)程中托頂煤巷道及中等沖擊危險(xiǎn)區(qū)域?qū)τ谥问街ёo(hù)的相關(guān)規(guī)定要求。

（2）單元支架為液壓操作且具備自移功能，使用單元支架替代單體支柱，完全取消了人工抬扛單體所帶來(lái)的體力勞動(dòng)及危險(xiǎn)因素，極大程度地降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也提高了現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)水平。

（3）單元支架與單體支護(hù)相比較，單元支架的頂梁、底座與巷道頂?shù)装鍨槊娼佑|，而單體支柱為點(diǎn)接觸，大大提高了支護(hù)強(qiáng)度及支護(hù)范圍，為現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)提供了極大的保障。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)7308 掘進(jìn)工作面已經(jīng)全部掘進(jìn)施工完畢，頂板管控效果明顯，且未出現(xiàn)任何沖擊地壓現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，在綜掘大斷面托頂煤巷道中，采用單元支架作為支撐式支護(hù)完全能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)的需求，同時(shí)，也為類(lèi)似條件的掘進(jìn)施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，具有非常重要借鑒意義。