淺析大興礦二分層炮掘迎頭10m內加固金屬拉桿應用

李剛

摘 要:棚式支護屬于被動支護,沒有初撐力,支架穩定性靠背幫背頂而獲得,穩定性差,因此,采用防倒裝置能使之聯成一個整體,從而能有效地防止放炮倒棚和冒頂事故的發生。本文介紹一種用于炮掘工作面梯形架棚巷道迎頭10m內加固金屬拉桿機構原理、使用方法以及使用效果。該裝置結構簡單,便于操作、使用方便、成本低,顯著提高了放炮掘進迎頭10m范圍內支架的整體穩定性,在大興礦二分層掘進中得到了廣泛運用,取得了很好的效果。

關鍵詞:放炮掘進架棚巷道頂板管理臨時支護加固拉桿防倒裝置穩定性

中圖分類號:TD54 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(c)-0116-01

1 臨時支護的分析

頂板管理歷來是煤礦安全工作的重中之重,回顧多年來頂板事故發生的狀況,都和支護管理分不開,支護材料、設備的更新、支護形式的改革是近年來控制頂板事故的主要手段,而掘進巷道的頂板管理重點是迎頭空頂期間的頂板管理,加強頂板臨時支護管理是消除頂板事故的關鍵。臨時支護的護頂效果直接關系到頂板安全效果,有關統計資料表明:煤礦安全事故中冒頂占40%,而掘進迎頭的冒頂事故又占總冒頂事故的20%。對多起掘進工作面頂板事故調查分析,總結空頂作業主要有以下幾種情況。(1)爆破后未及時前移前探支護,沒有支護好迎頭空頂區域,延長了空頂時間。(2)架棚工程質量差,棚距超出允許范圍,棚腿扎角不夠或迎退山嚴重。(3)爆破方法不當,炮眼布置不合理,如32082材料道頂眼距二分層假頂距離過小,炮眼間距不符合煤礦安全規程,爆破后造成冒頂或放炮崩倒支架造成迎頭冒頂。

2 問題的提出

大興礦處于韓臺煤田,主采煤層為山西組2、3煤,煤層厚度在3.8～4.2m,分層回采,上分層采高2.0m,下分層1.8～2.2m。目前正在掘進32082工作面的回采巷道,頂板為鋪設人工假頂。該工作面右鄰井田保護煤柱,上方為2208、3208工作面采空區,南部為2206、3206采空區,東部為2204、3204、32042工作面采空區,在32082工作面掘進回采二分層巷道時,由于受附近采動的影響地壓大、圍巖破碎、假頂未固結穩定。大興煤礦二分層巷道支護方式,全部采用11#工字鋼梯形架棚支護方式。架棚支護屬于被動的待壓支護,根本無初撐力,其整體穩定性很差。為保證架棚巷道掘進迎頭前10m支架間使用有效的防倒裝置,使之連鎖為一個整體,能有效防止放炮崩倒棚和冒頂事件的發生。因此,研制一種結構簡單、操作方便的11#工字鋼支架防倒器勢在必行。

3 防倒器的結構、安裝與效果

3．1 結構

針對上述問題,大興礦經過多次研究、實驗,設計制造出了一種新型的金屬拉桿加固器。根據現場,在迎頭10m范圍內,使用直徑為20mm,A5左紋螺旋鋼金屬拉桿配合特制卡子(特制卡子由W型帶鐵制作,在卡子柄處進行打孔,孔直徑為22mm,卡子成對使用,兩卡孔中心一致,分別安在棚腿之間,將金屬拉桿通過棚腿連接處的卡孔,在卡子與金屬拉桿處使用配套的螺栓用機械扳手用力緊固后即可)。

3.2 安裝

金屬拉桿加固器一般安裝在兩幫棚腿中部,隨掘進巷道的延伸而交替安裝,循環使用。

3.3 效果

金屬拉桿是連接支架的構件,其作用是傳遞支架間的壓力和保持支架穩定性,使支架由單體受力變為整體支架受力,能抵抗局部來壓、斜向來壓和爆破沖擊波的沖擊。為了能充分發揮金屬拉桿的作用,金屬拉桿安設要牢固成一條直線。

倘若支架間沒有設牢固的金屬拉桿,因為爆破作業等因素遭到破壞時,支架之間的圍巖就會向巷道的自由空間產生變形,并且向巷內移動,結果使支架產生不規則的變形,甚至使支架傾倒。支架變形或者傾倒后,其支架已起不到支護作用。支架失穩后,必然會導致該段巷道失穩,由此引發的局部冒頂和頂板冒落推到支架,由局部小冒落擴大為長距離的大冒落。因此,支架間金屬拉桿必須齊全牢固,使支架均勻受力并防止漏頂。

支架之間使用的金屬拉桿,螺絲上的越緊,梁腿之間的摩擦阻力就越大,所以螺絲不能用手去擰,必須用機械扳手,進行擰緊。

經過現場實際運用,無論是頂、幫來壓或放炮均沒有崩倒棚子,減輕了工人的勞動強度。能適用于不同的棚距。金屬拉桿結構簡單,易于加工制造,重量輕,操作靈活,使用方便,成本低。在生產掘進過程中具有很強的適用性及推廣價值。達到了預期效果,提高了安全系數,提升了工程質量,杜絕了放炮崩倒棚和造成漏冒頂現象的發生,作業人員的安全會更有保障。

4 結語

通過在井下一年多的使用情況來看,該防倒器以其獨有的結構特點帶來了高度的靈活性和廣泛的適應性,緊固可靠、操作簡單,無論使用條件如何變化,都能正常安裝,迎頭10m支架牢固的連鎖為一體,深受掘進一線工人的歡迎,由于它有效的提高了迎頭支架的整體性和穩定性,從根本上杜絕了放炮倒棚和冒頂推棚等事故,從而省去了放炮后整棚的重復勞動,降低了勞動強度,提高了勞動效率和煤巷單進,社會效益和經濟效益顯著。

參考文獻

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