B070405 非拱型掘进工作面临时支护方法的探讨

非拱型掘进工作面临时支护新方法
朱忠平
[徐州矿务集团有限公司垞城煤矿，江苏徐州 221142]
摘要对目前在非拱型掘进工作面常用的临时支护方式存在的问题进行分析，介
绍了一种安全、方便、经济适用的新型临时支护方式。

关键词掘进工作面临时支护方法
锚杆支护作为一种主动的支护形式在煤矿开采中已得到了广泛应用，并逐渐成为井下巷道的主流支护形式。

新掘出的巷道在安设锚杆前必须是实施快速有效的临时支护才能保证不出现空顶状况，因此，正确选择临时支护形式对于加强顶板管理，保证安全生产，实现掘进工作面高产高效有着很重要意义。

在非拱型锚杆支护巷道，目前使用的几种临时支护形式存在着一些既制约生产、且有安全隐患的问题。

为此，我们经过摸索，找到一种比较适应当前非拱型掘进工作面的临时支护形式。

1 传统临时支护形式存在的问题
①吊环式撅顶道，由于该支护形式不能接顶，不能对顶板起直接支护作用，仅能对垮矸起缓冲作用，因此该形式只解决了“支护”中的“护”的问题，而无法解决“支”的问题，对撅顶道下的工作人员不能起到本质的保护作用。

②木顶柱、带帽顶柱或自制带5T升柱器的铁管式安全点柱、用压力防尘水作动力注液的单体液压支柱初撑力不足。

③内注式单体液压支柱操作困难，费时费力，不能及时支护。

④大倾角上山施工时，迎头第一排锚杆受巷道坡度影响不能完全垂直于岩面，支护能力下降，造成迎头冒顶、片帮事故多发，传统方式无法支护此类状况的巷道。

2 本临时支护形式及特点
传统临时支护由于上述问题均因不能及时、有力地控制顶板，而造成顶板下沉、冒顶。

现场实践表明，较好的临时支护形式应该满足以下条件：
①在一定程度上能接顶，对顶板能起一定的支撑作用；
②能够留出足够空间，便于锚杆支护施工；
③临时支护的操作简单；
④在倾斜巷道掘进中也能正常使用。

为此，我们选用一种重量轻，体积很小，工作压力大小型移动泵站，配合单体液压支柱、工字钢梁组成一种新的临时支护形式。

移动泵站配合大行程单体液压支柱扶棚，既起到“护”的作用，又解决了“支”的难题，把“支”与“护”紧密结合。

2.1 本临时支护形式
2.1.1 支护配套器具
泵站：选用QLB36A型轻便节能移动电动泵站，其重量为98kg，外形尺寸1000×560×480（mm），工作压力为0～36MPa。

液压支架：根据巷道高度，选用不同规格型号的外注式单体液压支架。

钢梁：用9#工字钢做钢梁，其长度为两个掘进循环长度，将工字钢加工成长铰接梁，加工时，只需加焊接铰接梁头，不焊接梁尾，以便钢梁滑移。

横梁背板：采用高分子聚合物作背板，高分子聚合物横梁背板规格为背板长度为（顶板倾向长-300）mm，宽度为150 mm，其厚度须根据顶板，当顶板完整时，背板厚度为30mm，顶板破碎时，背板厚度为50mm。

2.2.2 支护方式
顺巷道前进方向，用三根由小型移动泵站配合的单体液压支架架扶长铰接钢梁，形成一个走向棚。

巷道开拓完成一个循环后，在顶板平整时，支架整体卸载向前移动长铰接钢梁既可，当顶板破碎时不移长梁，直接接长度合适的短铰接顶梁，其型号为HJDA-1、HJDA-1.2或HJDA-1.6。

靠上下帮各扶一走向棚，其梁上铺设高分子聚合物横梁背板护顶，组成联合支护。

上、下帮支架的型号要统一。

支护形式如图1、图2所示。

图1 迎头临时支护前状态图
图2 迎头临时支护后状态图
2.2 支护特点
①本临时支护装置操作简单、灵活、安全可靠、移动方便，工作人员可不必在空顶状态下架设临时支护装置。

②支护及时，在放炮后、无须出矸即可进行临时支护。

③支护装置既有“护”的作用，也有“支”性能。

④支护装置适应性较强。

可用不同铰接梁作前探支护，比单纯用长铰接钢梁适应性更强，各种巷道、各种顶板条件、各种地质结构环境都能适应。

⑤支护占空间少，不影响掘进、出矸和正常支护施工。

⑥使用本临时支护对锚固力都有一定的控制作用，有利于施工质量。

3 操作工序
①放炮前，在靠近迎头两帮架设好长铰接钢梁和三根液压支架的走向棚。

为防止放炮崩歪支柱，在紧贴端头第一根柱头后加打一根斜撑向迎头的戗柱，戗柱迎山角30～35°。

支柱全部用14#双股铁丝栓牢在就近的梯子梁上。

②放炮后首先进行敲帮问顶，处理活矸危岩。

如放炮将液压支架崩歪，先将长铰接钢梁后侧两根液压支架打正。

③顶板平整时，用长把耙子扒出够0.6m左右的空间，分别从里向外把两长铰接钢梁等行程卸载约20～30cm，把长梁推至工作面端头；顶板不平时，不卸载移长梁，直接挂一根合适长度的悬臂铰接梁，调节水平楔，使短铰接梁的仰角利于铺设横梁背板和网。

④观察顶板，将横梁背板穿到梁前端，用长把工具从后向前推至迎头。

铺横梁背板时，分别留出约大于第一排、第二排锚杆梯子梁的宽度。

⑤将与一个循环进度面积相同的金属点焊平网或塑料网展开，放置在横梁背板上，用“Y”型长把工具将网推到迎头，留出压茬位置。

⑥在现场领导的统一指挥下，两边同时均匀升起靠迎头的一排液压支架；再升起中间一排液压支架，卸下最后一排液压支架。

⑦出矸，当顶底板高度达到1.8m后，顺次序安装第一、第二排顶锚杆、两帮锚杆。

出矸和安装锚杆完毕后，将卸下的液压支架移至迎头，进行下一循环作业。

⑧如果巷道上山坡度大，出现冒顶片帮时，迎头必须增加安装垂直于巷帮、紧贴顶板的长钢梁棚，梁的长度略短于巷宽。

再架设长铰接钢梁和三根液压支架的走向棚，用手镐刨出液压支架窝，使液压支架垂直顶板。

将迎头刨齐后用木背板背严，再安设顶板锚杆，这样，锚杆得角度才有保证，锚固力才能达要求。

施工中应注意的问题：
①长铰接钢梁和三根液压支架的走向棚尽量紧靠两帮，以防其他设备碰撞而损坏。

④顶板跨度大或较破碎时，增加横梁背板的厚度。

⑤巷道坡度大时，横梁背板增加防滑纹线。

4 效益分析
4.1 安全效益
①使用本临时支护装置可保证工人不在空顶状况下架设临时支护，确保了人身安全。

②实现了超前支护，与其他方式相比，可有效控制顶板离层，缩短了顶板悬露时间，增强了顶板稳定性，预防了顶板事故的发生。

4.2 经济效益
使用本临时支护装置可提高锚杆安装质量，从而提高了支护效果，降低了巷道返修率，同时也提高了劳动生产效率，缓解了接续紧张状况。

5 应注意的问题
①长铰接钢梁和三根液压支架的走向棚尽量紧靠两帮，以防其他设备碰撞而损坏。

④顶板跨度大或较破碎时，增加高分子聚合物横梁背板的厚度。

⑤巷道坡度大时，高分子聚合物横梁背板增加防滑纹。

作者简介：朱忠平男，1966年出生，1997年毕业于中国矿业大学企业管理专业。

现在徐州矿务集团有限公司垞城煤矿生产技术部工作，工程师。

（收稿日期：2007-06-15；责任编辑：黄翔）。