狄 斌
（河南能源化工集团 义煤公司华兴矿业有限公司 生产技术部，河南 三门峡 472441）
摘 要 为了有效防治单体液压支柱支护工作面倒柱现象，确保回采工作面安全生产，对华兴公司炮 采单体柱支护工作面防倒绳技术进行了研究，提出并应用了交错长绳卡钩式防倒绳技术，结果表明： 该防倒绳技术具有构件制作简单、方便携带、现场操作简单、成本低、重复使用率高、不易丢失、交错布 置安全牢固等优点。
关键词 炮采工作面；单体液压支柱；交错长绳；卡钩式；防倒绳
1 工程概况
华兴公司前身为原陈村煤矿，核定生产能力 36 万 t/a，所采煤层为山西组二 1 煤,平均煤厚 2.2m，采 煤方法为走向长壁后退式采煤法，采煤工艺为炮采， 全部垮落法管理顶板，回采工作面采用 DW22-30/100 型单体液压支柱配合 2.8mπ 型梁支 护顶板，一米四棚，二梁五柱。
2 交错长绳
卡钩式防倒绳技术的提出 炮采工作面使用单体液压支柱的主要隐患是： 当单体液压支柱漏液卸载时易发生倒柱伤人事故和 冒顶事故，对回采工作面的安全生产够成了很大的 威胁[1]。目前，我公司 15200 回采工作面采用对拉式 布置，倾向长度 255m，切眼平均坡度 15°，工作面切 眼和超前支护在用单体液压支柱 2800 根左右，如此 多的单体液压支柱，防倒柱、消除倒柱成为了工作面 安全生产的头等大事。根据《煤矿安全规程》中采煤 工作面所有支架必须架设牢固，并有防倒柱措施的 规定，以及回采工作面安全的需要，我公司以安全第 一为基准点，坚持简单实用、经济实惠、安全可靠的 思路，经过长期的实践和改进，提出并成功应用了交 错长绳卡钩式防倒绳技术，该技术具有防倒绳装置 制作简单、现场操作简单、成本低、重复使用率高、不 易丢失、交错布置安全牢固等优点。
3 交错长绳
卡钩式防倒绳的设计 目前，单体柱的防倒方法按防倒绳长短可分为 长绳法和短绳法，长绳法是用一根长绳将需要防护 的单体柱连成一个整体进行防倒，短绳法是用一根 短绳将单个单体柱固定起来进行防倒[2] 。交错长绳卡 钩式防倒绳主要采用长绳法，通过特制的卡钩将一 定数量的单体柱连起来，同时采用交错布置的形式 进行防倒。每组防倒绳主要包括以下 4 种构件：一根 钢丝绳、两个“S”形钢钩、若干个特制“U”形钢钩、2 个绳卡（见图 1）。
图 1 交错长绳卡钩式防倒绳装置构件示意图
（1）钢丝绳。采用直径为 8mm 的钢丝绳，长度为 10.5m。在选择钢丝绳时，直径过大不宜弯曲，操作不 便，直径过小承受力不足，起不到应有的防倒作用； 钢丝绳的长度过长，本身的承受力有限，且工作面空 间相对狭窄不便操作，过短达不到降低成本的效果。
（2）“S”形钢钩。采用直径 6mm，长度 150mm 的 钢筋制作，一端封闭，一端敞开。
（3）“U”形钢钩。采用直径 6mm，长度 400mm 的 钢筋制作，先制作两端，如图 1 所示一端敞口，一端 封口，两端内径不小于 10mm，然后以钢筋的中点为 中心做成图示的“U”形。制作时，敞口端末梢略向上 翘起，可防止使用过程中出现脱钩现象。
（4）绳卡。采用钢丝绳专用绳卡。
（5）组装前。首先要根据钢丝绳长度和棚距，确 定一根钢丝绳控制的单体柱个数，即该组防倒绳所需 “U”形钢钩的个数，以我公司为例，10.5m 长的钢丝 绳除去两端固定“S”形钢钩所需的 0.5m 外，实际有效 控制长度为 10m，1.4m 棚，二梁五柱的支护形式，煤 墙柱和老塘柱各需要 40 个，中柱需要 20 个。
（6）组装时。先将所需的“U”形钢钩封口端串在 钢丝绳上，然后用绳卡将钢丝绳两端分别与“S”形钢 钩封闭端连接牢固，就构成了一套长绳卡钩式防倒绳 装置。
4 交错长绳
卡钩式防倒绳装置的应用
（1）使用时，把组装好的防倒绳装置一端在单体 柱上绕过，将“S”形钢钩敞开的一端挂回钢丝绳上， 再将钢丝绳拉紧，以相同的方式将另一端与单体柱 连接牢固，然后将钢丝绳上的“U”形钢钩逐个套在单 体柱上，并将“U”形钢钩敞口端挂在钢丝绳上，就完 成了一组防倒绳的安装（如图 2 所示）。钢丝绳统一 悬挂在柱阀以上，靠近阀门，不宜过高，挂钢钩时要 逢柱必挂，不缺柱。
图 2 交错长绳卡钩式防倒绳装置应用示意图
（2）需要回柱或移动单体柱时，将“U”形钢钩敞 口端摘掉后，即可卸载并移动单体液压支柱，移动到 位后，及时挂在该处的防倒绳上。
（3）构件磨损严重或变形时要及时更换，更换钢 钩时，将钢丝绳一端绳卡去掉，将坏钩取下换上好 钩，再逐个串上，最后将绳卡上紧。
（4）挂“U”形钢钩时，按图中所示封口端和敞口 端统一向下，并保证“U”形钢钩与水平面呈 30°～ 45°俯角，一方面敞口端不会轻易脱离，另一方面可 减少“U”形钢钩与单体液压支柱之间的缝隙，从而减 小单体柱活动的空间，增加对单体柱的约束作用。
（5）交错布置：在工作面布置防倒绳装置时，由 于防倒绳两端固定在单体液压支柱上，若固定绳头 的单体柱出现倒柱现象，则这一根防倒绳就起不到 相应的防倒作用，采用交错的方式布置防倒绳，可保 证固定绳头的柱子出现倒柱现象时，该防倒绳仍能 起到应有的防倒作用。交错布置是指防倒绳的绳端 交叉固定在相邻（切眼内为上下相邻）防倒绳有效控 制范围内的第 1～2 根支柱上（如图 3 所示），由于固 定绳端的单体柱通过“U”形钢钩挂在相邻组的钢丝 绳上，当该柱发生漏液或卸载时，在相邻组钢丝绳的 约束作用下不会倒掉，可使本组防倒绳不失去防倒 作用，达到相邻两组防倒绳相互牵制，相互制约的目 的，大大提高了安全性能。
图 3 防倒绳交错布置示意图
5 应用效果
（1）交错长绳卡钩式防倒绳装置构件少，方便携 带，皆为常用材料，价格低廉，成本低。
（2）构件制作简单，现场操作简单，方便拆装， “U”形钢钩一端固定在钢丝绳上，且受到钢丝绳两端 绳卡的限制，不易丢失。
（3）钢丝绳耐磨使用寿命长，钢钩变形及时更换 后，在地面校正仍可使用，重复利用率高，节约成本。
（4）采用交错式布置，相邻两组防倒绳相互牵 制，相互制约，保证固定绳头的柱子出现倒柱时，该 防倒绳仍能起到应有的防倒作用，大大提高了安全 性能。
（5）防倒绳始终是被动防护技术，是单体液压支 柱发生倒柱时的防护、补救措施，要想根除倒柱现 象，不仅要靠防倒绳，还要主动出击，加强管理，认真 分析造成倒柱的原因并采取有效措施加以防范[3]，从 源头上杜绝倒柱现象。
6 结束语
交错长绳卡钩式防倒绳的应用具有构件制作简 单、方便携带、现场操作简单、成本低、重复使用率 高、不易丢失、交错布置安全牢固等优点，大大减少 了工作面单体液压支柱的倒柱现象 ，为实现安全生 产打下了坚实的基础，是认真落实安全生产零事故 的重要举措。
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乾坤矿装的便携式螺旋支柱介绍
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乾坤矿装的便携式螺旋支柱是一款矿井临时支护设备，是矿井适用的金属单体支柱。
便携式螺旋支柱由五部分组成：上承压板、上支柱、螺杆、下支柱、下承压板。
具有轻便、结构简单、价格实惠、可回收反复使用、可远距离拆除等特点。
上承压板：
尺寸：63型号的为175mm x 175mm;
48型号的为150mm x 150mm
上承压板主要用于增大支柱与顶板的接触面积，从而加大支柱承压重量。四个触角有利于加大支柱在支护时的抓取力度，防止滑动，确保支柱持久支护和稳固。
下承压板：
下承压板尺寸与上承压板尺寸相同：
63型号的为175mm x 175mm;
48型号的为150mm x 150mm
下承压板主要用于增大支柱与底板的接触面积，从而加大支柱承压重量。中心的回环有利于加大支柱下承压板与下支柱的契合，加大在支护时的抓取力度，防止滑动，确保支柱持久支护和稳固。
上支柱：
由无缝钢管制造而成，钢管壁厚4mm。支柱有63和48两种型号，63和48指的是钢管的直径，直径越大，支柱的承重能力越大；直径越小，支柱承压能力越小。
相对于下支柱，上支柱稍长。
下支柱：
由无缝钢管制造而成，钢管壁厚4mm。支柱有63和48两种型号，63和48指的是钢管的直径，直径越大，支柱的承重能力越大；直径越小，支柱承压能力越小。
相对于上支柱，下支柱稍短。
支柱常用的规格型号有：1.5米，1.8米，2.米，2.5米，3米，3.5米。
便携式螺旋支柱的含义：以1.5米为例，金属钢管直径有48和63两款，最高支撑高度为1.5米。该款支柱可支撑1-1.5米范围内的任意高度，其他以此类推。
钢管直径越大，支柱承重越大，可支撑高度越高；支柱高度越高，支柱承重越小。
螺杆：
支柱的螺杆由螺纹钢特制而成。
特制螺杆，尺寸为80厘米，安装在支柱上以后主要用来保证支护的升缩，一般升缩在50厘米之间。我们确认的型号为拉升后可支撑的高度，比喻63-3.5.就是这根支柱最高可支撑3.5米的高度，最低可支撑3米的高度，之间可以拧动螺杆拉升，可以支撑3-3.5米之间的任意高度。
在螺杆的中间有4个齿状设计，主要是方便员工使用时升缩方便。
乾坤矿装的这款便携式螺旋支柱，参数经过多次试验和客户使用数据验证的，正是因为这个原因，乾坤矿装的这款支柱不能超高度超承载能力使用，超高和超载使用将影响支柱的稳定性，甚至发生安全事故；也正因为这个原因，本着客户至以上，一切从客户的利益出发的原则，乾坤矿装不提供定制和特殊规格的制作。为此，很多客户不理解，指责我们不满足客户需求。
其实，这款支柱自从研发十年来，我们的客户遍布全国各地，得到了客户的一致好评，虽然我们拒绝过不少的客户，但十年来，我们从没有因为质量和使用问题接到客户投诉，是一款轻便、简单、实用、实惠的好产品。
便携式螺旋支柱适用范围：
1、所有采场风爆工、出渣工、支护工作业时；
2、顶板破碎、倒三角节理发育、岩石不稳固的掘进工程作业时；
3、巷道破碎进行永久支护前。
便携式螺旋支柱使用方法和要求：
1、作业人员经过通风 、洒水、处理完松石后方可进行螺旋支柱支护；对上盘不稳固的采场要用锚杆和螺旋支柱结合支护。
2、支护时首先要根据矿体倾角或岩石破碎情况选择好支柱使用地点，在支柱的上下端均垫加长度适宜的木板，沿进入作业面的方向向前逐根支护，调整支柱顶住顶底板，用套管将丝杠拧紧确认无误后，方可进行作业。对当场用两根撬棍也无法撬下、需动炮处理的松石，对顶板破碎及上下盘围岩滑帮比较明显的采场，对上部有采空区的地点，必须进行加密支护。
3、便携式螺旋支柱支护时必须根据作业面的采幅宽度和顶板压力来确定使用支柱的数量，每个矿房不少于15根螺旋支柱。2米以上采幅采用双排支柱支护，1.5米以下的采幅采用单排支护，但不论是单排还是双排支柱支护，顶部都必须加承压板、木板等护住顶板，以加大接触面积。
4、便携式螺旋支柱不能超高度超承载能力使用（具体要求见附表），超高和超载使用将影响支柱的稳定性，甚至发生安全事故。
5、作业过程中，作业人员要经常检查丝杠松紧和顶板变化情况，及时将支柱拧紧，确保作业安全。
6、风爆工装药结束后，要按顺序由前向后依次拆卸支柱并清点数量；拆卸支柱时要及时观察顶板变化情况，发现异常立即停止拆卸，迅速撤离。
7、出渣工和支护工作业完毕后，须对丝杠重新紧固确认无误方可离开作业现场。撤下来的支柱须将螺母调至最低点，将丝杠置于套管内进行防护。
便携式螺旋支柱使用规定
1、无论作业现场的岩石结构是否存在危险，出渣工、风爆工在进行采矿或掘进作业时必须使用、支护工在顺路支护时必须使用、使用时必须按照上述方法规范支护。
2、把螺旋支柱的使用作为作业现场安全确认的重要内容，带班长或跟班领导必须在确认卡上填写支柱使用情况。
3、螺旋支柱要作为工具进行管理，要及时涂油防锈。使用时必须轻拿轻放，不得随意乱扔。
4、支柱外表出现损伤（如开裂、压扁、明显弯曲等）不能继续使用。
【联 系 人】：苏女士
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