邁步式掘進臨時支護裝置的應(yīng)用

李保山 姚大同 周冰川 盧新宇

摘? 要：文章就通過邁步式掘進臨時支護裝置的使用，解決了需要頻繁割煤、支護，掘進效率相對低的問題，并通過實踐應(yīng)用，降低了工人勞動強度，提高了安全系數(shù)，取得了良好的掘進效益。

關(guān)鍵詞：邁步式;臨時支護裝置;掘進

中圖分類號：TD355? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）07-0168-02

Abstract： Through the use of the temporary support device for step excavation， the problem of frequent coal cutting and support and relatively low excavation efficiency is solved in this paper. Through practical application， the labor intensity of workers is reduced and the safety factor is improved. Thus， benefit has been obtained from excavation.

Keywords： step type; temporary support device; excavation

1 應(yīng)用背景

頂板是煤礦五大傳統(tǒng)自然災害之一，頂板事故占全國煤礦各類事故死亡人員的34.6%，仍是威脅煤礦安全生產(chǎn)的主要危險源，是煤礦主要殺手之一。如何提高頂板管理機電裝備水平，加強頂板管理是安全生產(chǎn)的重要內(nèi)容。近年來，隨著煤礦安全基礎(chǔ)建設(shè)不斷加強，安全生產(chǎn)標準化持續(xù)推進，機械化、自動化、信息化、智能化（以下簡稱“四化”）迅猛發(fā)展，大力推進機械化換人、自動化減人和智能化無人礦井建設(shè)，有力的保障了安全生產(chǎn)，也取得了良好的經(jīng)濟效益。

目前，恒源礦綜掘超前支護前期主要采用機載臨時支護的方式，只能控制綜掘機前方2m頂板，且控頂面積未做到迎頭全覆蓋，需要配合大板輔助支護頂板，放大板時人時常站在空頂區(qū)，安全可靠性差，受機載臨時支護控頂距離，綜掘機循環(huán)作業(yè)有效進尺距離不超過2m，需要頻繁割煤、支護，掘進效率相對低，為認真吸取各類事故教訓，提高頂板管理水平，確保安全生產(chǎn)，解決循環(huán)進尺少，單進低的現(xiàn)狀，采取引進新技術(shù)、新裝備的措施解決目前困境。

2 巷道概況

Ⅱ634工作面位于我礦Ⅱ63采區(qū)中部，為Ⅱ63采區(qū)準備的第三個工作面。Ⅱ634機巷在Ⅱ634工作面下方，煤厚3m，平均傾角8°。由于煤層埋深較大，局部0.6～2.1m有厚100mm煤線發(fā)育，巷道地壓顯現(xiàn)明顯，幫部裂隙較發(fā)育，片幫較嚴重，迎頭臨時支護效果與防片幫效果是影響安全性的主要因素。

2.1 巷道圍巖特征

Ⅱ634機巷布置在6煤層中跟頂板施工，據(jù)已施工的Ⅱ633機巷、Ⅱ632機巷、Ⅱ632風巷掘進過程中資料分析，巷道在掘進期間揭露的巖層主要為泥巖及細砂巖、粉砂巖，其中細砂巖：深灰色，薄層狀，水平層理，含黃鐵礦結(jié)核，泥巖：深灰色，薄層狀、富含大量植物化石碎片，粉砂巖為淺灰色、灰色，中厚層狀、半堅硬。

2.2 頂?shù)装鍘r性

根據(jù)Ⅱ633工作面機巷實際揭露情況及周圍的99-5、99-8等地面鉆孔資料統(tǒng)計如下：

2.3 瓦斯

從賦存深度和覆巖巖性上分析，由于Ⅱ634工作面6煤層賦存深，且煤層頂板有較厚的泥巖蓋層，不利于瓦斯的排散、溢出。

根據(jù)恒源公司防突中心實驗室Ⅱ633風巷、機巷測定的瓦斯含量，Ⅱ633工作面掘進期間最大原始瓦斯含量9.62m3/t，煤層原始瓦斯含量較高;因此判斷，Ⅱ634工作面機巷掘進期間在構(gòu)造區(qū)域附近可能存在瓦斯富集區(qū)，尤其是在構(gòu)造區(qū)域作為瓦斯治理的重點;加強巷道掘進過程中的瓦斯管理工作，對瓦斯富集區(qū)提前治理。

2.4 巷道設(shè)計情況

Ⅱ634機巷設(shè)計長度為1963m，用錨梁網(wǎng)索支護、斜矩形斷面，斷面規(guī)格為凈寬×凈高=4600mm×3500mm（凈高指單軌吊中心線處錨桿頭至底板之間的垂直距離，凈寬指兩幫錨桿頭之間的水平距離），Ⅱ634機巷頂板選用Φ=20mm、L=2400mm的左旋無縱筋等強螺紋鋼錨桿，幫部選用Φ=20mm、L=2000mm的右旋等強全螺紋鋼錨桿，頂板采用“M3”型鋼帶配合6#鋼筋網(wǎng)護表，鋼筋網(wǎng)長×寬=2.6m×1.1m（1.0m），右?guī)蛶筒坎捎闷戒搸浜?#鋼筋網(wǎng)支護，左幫幫部采用平鋼帶配合金屬網(wǎng)護表，金屬網(wǎng)長×寬=5.0m（3.5m）×1.0m，頂板錨桿間排距為800mm×800mm;幫部錨桿間排距為800mm×800mm。當煤厚≥2m時，順巷平行于煤層頂板施工兩排錨桿（錨桿間距為正常巷道的錨桿排距），第一排距煤層頂板0.8m～1.0m，第二排距第一排0.8m～1.0m。正常施工巷道時，距煤層頂板1.0m處，施工一排錨桿。Ⅱ634機巷頂板錨索采用直徑21.8mm的鋼絞線，錨索長度不小于7000mm，錨索間排距1000mm×1600mm，采用“三三”型居巷中對稱布置。

3 設(shè)備情況簡介

ZLJ2×1040/28/42型邁步式掘進臨時支護裝置由金屬結(jié)構(gòu)件：橫梁、順梁、前梁和液壓元件：立柱、各種千斤頂、液壓控制元件、液壓輔助元件等組成。

4 邁步式掘進臨時支護裝置主要性能參數(shù)

5 準備情況

6月份步式掘進臨時支護使用前，按照要求開展了專項安全風險辨識評估;制定邁步式掘進臨時支護工操作規(guī)程、使用維護安全技術(shù)措施;對操作人員進行了專門的培訓。

6 操作步驟

7月份根據(jù)設(shè)備使用實踐并根據(jù)我礦生產(chǎn)實際，優(yōu)化設(shè)備操作步驟如下：收前梁千斤頂，上鋼帶，上網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。收主橫梁側(cè)推千斤頂。收主立柱千斤頂。推主支撐組移架。伸主立柱千斤頂。前梁千斤頂伸壓網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)。伸主橫梁側(cè)推千斤頂，收輔橫梁側(cè)推。收輔立柱千斤頂。拉輔支撐組移架。伸輔立柱千斤頂。伸出全部側(cè)推，重復以上步驟，然后進行永久支護。

7 施工進度及過程說明

從2018年6月20日J5點前50m開始至2019年1月28日J18點前30m止，累計進尺856m，單班進尺最大5排，最大日進尺9.5m。受停頭治理瓦斯影響，個別月份掘進進尺不高。例如8月份與7月份相比，8月受瓦斯含量增大的影響割窯速度變慢，同時不能夠一次施工多排，導致本月進尺略小于7月，進尺速度沒有明顯提高。另外受打鉆探查瓦斯影響，8月份、9月份、10月份，11月份和12月份均停頭1日至15日進尺。

8 使用效果及勞動效率分析

8.1 勞動效率分析

在使用機載臨時支護掘進期間，早班平均每班進尺2排，中班、夜班平均每班進尺3排，日平均進尺量為8排。在使用邁步式掘進臨時支護掘進期間，早班平均每班進尺3排，中班、夜班平均每班進尺4排，日平均進尺量為11排。

8.2 經(jīng)濟效率分析

9 結(jié)束語

通過使用邁步式臨時支護裝置，降低了工人勞動強度，提高了安全系數(shù)。其次掘進機割煤出貨之后，退到支架后方，迎頭空間寬敞，頂板和幫部錨桿可同時施工，人員利用率高。但是還需進一步改善，對Ⅱ634機巷該條巷道，邁步式臨時支護裝置存在臨時支護站腿無法一次到迎頭、鋼帶定位困難、操作片閥易損壞和移動時不能與局扇風筒同步移動等問題。

參考文獻：

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