白偉強(qiáng)

河南能源義煤公司躍進(jìn)煤礦，河南三門峽 472300

傘式液壓前探梁臨時(shí)支護(hù)在巖巷掘進(jìn)中的應(yīng)用

白偉強(qiáng)

河南能源義煤公司躍進(jìn)煤礦，河南三門峽 472300

躍進(jìn)煤礦西翼采區(qū)車場布置在2-1煤層頂板礫巖和砂巖層中，局部為泥巖，屬于穩(wěn)定巖層。掘進(jìn)至車場1650m段時(shí)，頂板出現(xiàn)較厚的泥巖和砂質(zhì)泥巖并伴有裂隙滲水現(xiàn)象，強(qiáng)度驟然下降，采用吊環(huán)式前探梁對錨網(wǎng)噴巷道臨時(shí)支護(hù)較為不利。為此設(shè)計(jì)傘式前探梁，并不斷改進(jìn)。試驗(yàn)表明，該前探梁保證了軟巖淋水巷道臨時(shí)支護(hù)作業(yè)的安全穩(wěn)定，效果良好。

傘式；液壓前探梁；臨時(shí)支護(hù)

巖巷爆破后的頂、幫臨時(shí)支護(hù)施工，是掘進(jìn)過程中安全要求較高、隱患突出的環(huán)節(jié)之一。隨著巷道凈斷面的增大以及圍巖賦存條件愈加復(fù)雜，原有的懸吊式前探梁存在施工進(jìn)度慢，受圍巖賦存條件影響大等缺陷。鑒于此，躍進(jìn)煤礦從支護(hù)工藝上革新，試驗(yàn)一種能覆蓋肩部以上的，支撐有力的新式傘形支護(hù)，并在西翼采區(qū)車場掘進(jìn)施工中進(jìn)行試驗(yàn)，效果良好。

1 巷道賦存條件

西翼采區(qū)車場層位布置在2-1煤層頂板礫、砂巖層互層中，該層位屬于弱含水層，在掘進(jìn)中，會(huì)有巖層含水通過滴、淋形式排泄但不會(huì)出現(xiàn)大面積涌水的情況。巷道斷面采用直墻半圓拱形式，凈寬5.2m，凈高4.1m，采用錨網(wǎng)噴永久支護(hù)、φ22×1800mm普通左旋錨桿+1.5m長×1.5m寬×網(wǎng)孔60mm鋼筋網(wǎng)支護(hù)。錨桿間排距為700mm×700mm，噴厚100mm。

2 傘式前探梁試驗(yàn)方案

1）正反絲桿調(diào)節(jié)支柱配合傘架支護(hù)：根據(jù)5.4m掘進(jìn)斷面拱部形狀，采用DN25鋼管焊制一個(gè)長弧板形框架，框架弦長1.95m、寬1m，框架中間用1根10#槽鋼焊接牢固，兩側(cè)各焊接2根1寸鋼管用以等分剩余空間。在槽鋼中間位置焊接1根0.6m長DN100鋼管，框架四角采用1寸鋼管按對角線焊接在鋼管由下端向上0.12m處，再向上每隔0.1m打設(shè)一個(gè)φ22m螺紋孔，以調(diào)節(jié)支撐高度。如圖所示。

圖1 前探梁傘架主、俯視圖

支撐柱采用2根3寸DN80鋼管，選一根鋼管一頭內(nèi)側(cè)過絲、底部焊接1個(gè)4寸法蘭盤作為底座；另一根，距一端200mm，打設(shè)一個(gè)φ22m螺紋孔，用以與頂部穿銷釘調(diào)節(jié)支撐高度。用DN60實(shí)心鋼柱0.52m兩頭各過絲0.2m、中間打穿2個(gè)φ22m螺紋孔用以穿扳手調(diào)節(jié)絲扣長度；最后取1個(gè)0.1m長×0.1m寬10mm厚鋼板，一端焊接300mm長DN65鋼管用以承接上部支柱，下部焊接200mm長DN65鋼管，并內(nèi)側(cè)過絲，可包裹住鋼柱一端絲扣。實(shí)際使用時(shí)，因支柱強(qiáng)度不夠，支柱中部絲扣處彎曲變形；另鋼管壁厚3.5mm，內(nèi)壁套絲螺紋齒淺，長時(shí)間使用上絲困難，支柱強(qiáng)度及支撐力無法保障。

2）單體支柱配合傘架支護(hù)：采用DW31.5-200/100外注式單體液壓支柱支撐，配套乳化液泵型號為3BZSZ高壓柱塞泵，額定壓力17MPa，額定流量8.1m3/h，泵速405r/min，柱塞數(shù)目3個(gè)，柱塞直徑φ40mm，柱塞行程95mm，電機(jī)功率45KW，工作介質(zhì)：含3%乳化油中性水溶液。試驗(yàn)中，由于采用乳化液泵供液，升起傘架后能使護(hù)板與頂板頂緊，增加穩(wěn)定性。使用中，單體支柱底座支墊在平整后的渣堆上，傘架升起后最大高度為3.5m。出現(xiàn)了因高度不夠或頂部超挖，致使護(hù)板接頂不實(shí)，還需要在底座加墊道木，操作不便。

圖2 單體支柱配合傘架支護(hù)示意圖

3）雙伸縮液壓立柱配合傘架支護(hù)：將單體支柱改為雙伸縮液壓立柱，增大調(diào)高范圍，最大支撐高度可以達(dá)到4.5m，另外在底座焊接300×300的加強(qiáng)柱靴，增大了柱靴接觸面積，整體穩(wěn)定性也得到了加強(qiáng)。另修改了傘架結(jié)構(gòu)，取掉四個(gè)對角線的斜撐及焊接在弧板中間槽鋼上的鋼管，在護(hù)板兩長弧上各自焊接一根橫撐，在槽鋼中間焊接一個(gè)立柱柱帽，柱帽帶φ22m銷孔一對，便于立柱頂部插入柱帽中后用銷子上緊，穩(wěn)定傘架。

3 傘式液壓前探梁的使用方法

1）爆破結(jié)束后，先使用審頂桿敲幫問頂處理正前頂肩部活矸危巖，確認(rèn)安全。

2）側(cè)卸裝巖機(jī)或人工整理爆破拋落的渣塊，整理平整施工平臺，人員站在已支護(hù)巷道下方打設(shè)6根管縫錨桿固定2塊鋼筋網(wǎng)，及時(shí)快速支護(hù)。

3）把支撐柱穩(wěn)固立于平整后的渣堆平臺上，將護(hù)板中心焊接的柱帽套在立柱頂端并穿上銷釘固定牢固，使用乳化液泵注液槍對液壓立柱加壓升起前探梁，至傘架與頂板接觸嚴(yán)實(shí)后繼續(xù)供液4～5秒，保證足夠的初撐力。

4）人員站在傘式前探梁下錨網(wǎng)支護(hù)，補(bǔ)打φ22×1800mm左旋鐵錨桿；當(dāng)肩部有滴、滲水現(xiàn)象或泥巖等軟巖掉渣時(shí)，需先采用管縫式錨桿在肩部以上打超前錨桿配合1.5m×1.5m鋼筋網(wǎng)即時(shí)錨網(wǎng)，再補(bǔ)打樹脂錨桿。頂肩部錨網(wǎng)結(jié)束后，方可拆除前探梁，降柱前要確認(rèn)銷釘完好，保證立柱不歪斜。最后，進(jìn)行肩部以下錨網(wǎng)施工并出渣，準(zhǔn)備噴漿作業(yè)。

4 結(jié)論

傘式液壓前探梁加工簡單，成本低，采用空心鋼管制作傘架，使其整體質(zhì)量減輕，安裝拆卸輕便，2人就可操作。采用雙伸縮液壓立柱配合乳化液泵，可以保證前探梁接頂嚴(yán)實(shí)、牢固，伸縮靈活，可調(diào)節(jié)范圍大；傘架規(guī)格可根據(jù)巷道尺寸進(jìn)行改裝，適用性廣。在錨網(wǎng)巷道中較原有的懸吊式前探梁減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，在西翼采區(qū)車場掘進(jìn)中的臨時(shí)支護(hù)效果良好。

[1]田建勝，屈凡非，劉剛．井巷設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[M]．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009（8）．

[2]韓建明，梁亞輝，杜玉萍．新型前探梁的研制及應(yīng)用[J]．煤礦機(jī)械，2013（7）：152-153．

[3]常文清，車民，李芳廷．掘進(jìn)頭超前支護(hù)的研究和應(yīng)用[J]．煤炭技術(shù)，2007（7）．

TD4

A

1674-6708（2015）150-0027-01

白偉強(qiáng)，助理工程師，畢業(yè)院校：中國礦業(yè)大學(xué)，研究方向：煤礦生產(chǎn)技術(shù)