李金永,杨宏波 ,贺红强, 于铭甫
(义煤集团 渑池曹跃公司 , 河南 渑池 472435)
摘要:对曹跃公司 2006工作面运输巷单体液压支柱配合 Π型钢顶梁超前支护进行了改革, 应用了自移式超 前端头支架, 取得了良好效果。实践证明:该支架的应用不但有效地解决了端头支护管理上的难题, 增强了 支护强度, 提高了工作效率 , 而且大大提高了安全系数。
关键词:炮采工作面;端头超前支架;支柱钻底
曹跃公司开采的二1 煤层属典型的三软不稳定 煤层, 炮采工作面上下端头控顶面积大,同时在移动 工作面运输设备机头 、机尾时, 回柱、支柱反复支撑 , 使顶板下沉破碎 。采用传统的端头支护工艺效率 低 ,工序复杂 ,劳动强度大 ,支柱钻底量大 ,而且极易 造成顶板下沉,压刮板输送机机头,制约工作面刮板 输送机正常安全运转 ,不能很好地实现安全生产,所 以端头支护管理始终是制约炮采工作面安全的难 题 。鉴于此 ,应用了新型端头超前自移式支架进行 超前支护。
1 工作面概况
(1)煤层赋存情况 。曹跃公司 2006 工作面所 采煤属二叠系山西组二1 煤,开采深度 360 ～ 500 m, 走向长 900 ～ 1 100 m,倾斜长 160 ～ 190 m,煤层平 均厚度 3.5 m, 倾角 15°～ 20°。煤质成分以主焦煤 为主, 黑色粉末状 ,极易冒落 , 遇水黏结。直接顶为 中细粒砂岩 ;伪顶局部发育, 为砂质页岩或炭质页 岩 。
(2)顶板控制 。自然垮落法控制顶板 。支护方 式采用 2.8 mΠ型钢梁配合 DZ2.2-30/100 单体液 压支柱 ,塑料编织网 (2.0 m×1.5 m)背木护顶, 荆 笆堵煤墙帮。支架结构采用两梁撺 、“两梁七柱” , 棚距 0.45 m,控顶距 2.8 m, “两梁三硐 ”管理。
(3)采煤方式 。采用走向长壁沿底一次采全高 的开采方法 ,采高 2.0 m, 采宽 1.5 m。落煤方式采 用手镐落煤为主 ,爆破震动落煤为辅 。 (4)回采工艺。手镐落煤或放震动炮※撺梁架 棚※合棚回柱放顶煤※移刮板输送机(264型)。
2 原端头超前支护情况
工作面原运输巷超前支护采用单体柱 、∏型钢 梁双抬棚加固 ,往往在距工作面下端头向外 15 m范 围内巷道支架变形严重 ,受采动影响顶板下沉,端头 支架所受压力大,使端头支柱钻底严重 ,机头棚距刮 板输送机机头仅 0.5 m高, 制约安全生产 。
3 新型端头超前支护形式 采用的新型超前端头支架如图 1所示。
图 1 新型自移支架超前支护示意
(1)支架顶梁、底梁结构。顶梁 、底梁采用 4根 11#矿用工字钢焊接而成 ,配合 100 mm单体柱 4 ～ 6根。顶底梁规格 :4.5 m长 ,每 2根为 1组 ,中间连 接部分采用 2个 200 mm千斤顶装置 。
(2)支架性能。单体柱支撑力不小于 90 kN, 支 架能承受顶板压力不小于 500 kN, 操作简便 , 安全 可靠 ,大大减轻了工人的劳动强度 ,提高了功效。
(3)操作方法 。
①该支架安装在巷道上帮 , 平 巷刮板机上侧 ,上帮抬棚紧贴原矿用工字钢支架 , 2 对抬棚间距 0.3 m(中—中 )。双抬棚交替逐步前移 ,一次移动 2.4 m(同循环进度 1.2 m,支架间距 1.2 m,分 2次移动, 每次移动 1.2 m)。
②抬棚超前 支护长度不得低于 16 m,即每排不得少于 2组 (每 组 2根顶梁 ), 整个巷道超前抬棚不得少于 4组 (8 根 )。
③正常工作时,每根顶梁下单体柱不得少于 4 根 ,切眼机头处, 顶梁下支柱不得少于 3根 , 若有来 压预兆 ,必须打齐 4根支柱 。逐架移动时 ,应在抬棚 下侧打 2根单体柱 ,防止抬棚倾倒。为防止工作面 264型输送机机头压抬棚底梁, 输送机机头应加底 木梁(加在下抬棚底梁上侧 )。工作面下端头超前 支护如图 2所示
,运输巷超前支护断面如图 3所示。
4 新旧超前支护对比分析
原先工作面运输巷采用单体柱、Π型钢梁双抬 棚, “一梁三柱 ” ,首尾相接加固时 ,支护强度达不到 要求 ,工作面下端头经常出现支架钻底严重 、向外 15 m范围内支架出现扭斜变形现象 ,造成巷道维修 工程量大 ,超前支架强度远远不能满足安全生产需 要。采用新型自移式超前支护后 , 解决了原先端头 支架钻底 、顶板难控制、压力大等问题 ,同时省去了 巷道维护工作 ,使工作面下端头开口棚及运输巷安 全系数大大提高,实现了安全生产 。
5 存在问题及改进措施
(1)存在问题 。
①目前, 2006工作面液压系统 不十分可靠,泵站压力低, 达不到 15 MPa
;②端头支 架初撑力达不到设计要求,当压力调高时,会出现爆 液压管现象;
③新型超前支护长度仅有 9 m, 超前支 护外巷道出现支架变形 、顶板下沉 ,巷修工程量大 。
(2)改进措施 。
①完善工作面液压系统 , 更换 液压管路 ,确保支架足够的初撑力 ;
②超前支护长度 需在 16 m以上, 即增加新型超前支护 2 ～ 3组。 采取上述措施, 可从根本上解决工作面下端头 和运输巷压力大、顶板难控制 、支架钻底严重等问 题, 而且增强了支护强度, 提高了工作效率, 也大大 提高了安全系数。
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乾坤矿山的便携式螺旋支柱介绍
【联 系 人】：苏女士
【联系电话】：18075188209
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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