张建堂
（皖北煤电集团公司 百善煤矿，安徽 淮北 235154）
［摘 要］ 随着矿井资源的日渐枯竭，皖北煤电集团公司百善煤矿自 2013 年开始逐步回收各 采区煤柱，面内存在探煤巷、机风联巷等老巷道，工作面布置极为复杂。为保证工作 面安全生产，提高支护材料的利用率，该矿实施两巷超前支护的差异化技术，有效 地保证了矿区稳定生产。
［关键词］ 超前支护；过顶工字钢；背帮支柱
0 引 言
百善煤矿隶属皖北煤电集团公司，位于安徽 省淮北市濉溪县境内。该矿建矿时初步设计生产 能力为 45 万 t/a，矿井于 1977 年 7 月投产。后经 过 1982 年和 1985 年两期技术改造，矿井生产能 力已经突破百万吨。矿井开拓方式为立井单水平 上下山开拓，水平标高为-195 m，经过约 30 a 的 高强度开采，现矿井已进入衰老期，开采技术条件 逐年恶化，主要回收矿井边角煤柱、断层及各类采 区煤柱，回采工艺基本为炮采，单产较低，矿井效 益基本维持在不亏损状态。由于工作面布置极为 复杂，面内存在探煤巷、机风联巷等老巷道，不但 给回采工作带来较大的困难，而且支护材料消耗 很大。尤其是受工作面采动和采空区动压影响，两 巷超前支护地段极易受力变形，导致两巷超前支 护单体变形严重，过顶木料和过顶铰接顶梁损坏 严重，造成了材料的浪费，增加了支护成本。通过 实施两巷超前支护的差异化技术，回收了资源，创 造了经济和社会效益，为矿井延长服务年限做出 了贡献。
1 超前支护基本情况
2013 年回采的 68 南翼煤柱工作面为采区保 护煤柱，工作面内均有较多的探煤巷、机风联巷等 老巷道贯穿，不可避免地出现老巷道超前支护管 理等问题。以往传统的巷道超前支护的方式是提 前在巷道内由液压单体配合铰接顶梁，沿巷道方 向进行生根替代工字钢支护，并使用木料和铰接 顶梁横跨在铰接顶梁上方进行加强支护。当工作 面回采距老巷道 10～15 m 时，巷道内矿压显现明 显，出现铰接顶梁和过顶木料断裂、顶板整体下沉 等情况。如 68 南翼工作面在过 681 机巷联巷时， 巷道内液压单体支柱损坏率达到 60%，特别是背 帮单体支柱已经是严重变形损坏，无法继续使用， 支护成本大幅度上升，给安全回采带来了较大的 威胁。
2 超前支护差异化技术方法
为减少过老巷道对支护单体的损坏，降低支 护成本，通过分析研究，提出了以下解决方法：
（1）将传统的沿巷道垂直方向支护形式更改 为平行巷道支护形式。通过在 68 南翼工作面过 68 南翼轨道巷与 68 南翼皮带机巷联巷地段进行 试验，让过老巷道期间单体支护品损坏程度大大 减少。其工作面超前支护平面图如图 1 所示。
图 1 工作面超前支护平面图
（2）为减少铰接顶梁和木料的损耗，在铰接 顶梁上方使用特制的过顶工字钢，该过顶工字钢 代替铰接顶梁和木料，横跨在过顶铰接顶梁的上 方。
（3）取消原架设规定中的超前管理背帮支 柱，紧邻巷道两侧的 2 排超前管理支柱垂直顶底 板架设，减少巷道侧压对背帮单体的损坏。其工作 面超前支护剖面图如图 2 所示。
图 2 工作面超前支护剖面图
3 效果分析
（1）减少支护品的投入使用。如工作面过一 条长度在 100 m 的 6 m2 断面老巷道，原巷道支护 形式所需液压单体 800 根，铰接顶梁 400 根。优 化后的巷道支护形式所需单体 498 根、铰接顶梁 249 根。优化后的支护形式比传统支护形式所需 支护品数量明显较少。
（2）优化后的支护形式使单体损坏程度大大 减少。通过对68 南翼煤柱过681 联巷的实践来看， 传统支护形式需要采用液压单体进行背帮，在回 采中矿压显现明显，背帮单体基本上全部涨帮损 坏，无法复用。优化后的支护形式，避免出现单体 涨帮折断等情况。
（3）降低支护成本。如工作面需要用 1 个月 的时间过 1 条长度在 100 m 的 6 m2 断面老巷道， 原巷道支护形式所需月支护费用为 20 万元。优化 后的巷道支护形式所需月支护费用为 12 万元。优 化后的支护形式比传统支护形式所需支护费用降 低 40%。
4 结 论
安全回采证实，实施工作面两巷超前支护差 异化技术，取得了良好的效果，有力地推进了工作 面安全生产，提高了支护材料的利用率，降低了支 护成本，满足了工作面两巷支护安全的要求，降低 了支柱的损坏率，提高了生产效率。其效果直观， 技术可靠，对类似条件的工作面超前支护有很好 的指导意义。
［作者简介］ 张建堂（1976-），男，工程师，毕业于北京煤校采矿工 程专业，现任皖北煤电集团公司百善煤矿副总工程师，长 期从事煤矿安全生产管理工作。
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乾坤矿山的便携式螺旋支柱介绍
【联 系 人】：苏女士
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乾坤矿山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。
乾坤矿山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，乾坤矿山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，乾坤矿山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
【联系电话】：18075188209
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