淺析大興礦二分層炮掘迎頭10m內(nèi)加固金屬拉桿應(yīng)用

李剛

摘 要:棚式支護(hù)屬于被動(dòng)支護(hù),沒有初撐力,支架穩(wěn)定性靠背幫背頂而獲得,穩(wěn)定性差,因此,采用防倒裝置能使之聯(lián)成一個(gè)整體,從而能有效地防止放炮倒棚和冒頂事故的發(fā)生。本文介紹一種用于炮掘工作面梯形架棚巷道迎頭10m內(nèi)加固金屬拉桿機(jī)構(gòu)原理、使用方法以及使用效果。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于操作、使用方便、成本低,顯著提高了放炮掘進(jìn)迎頭10m范圍內(nèi)支架的整體穩(wěn)定性,在大興礦二分層掘進(jìn)中得到了廣泛運(yùn)用,取得了很好的效果。

關(guān)鍵詞:放炮掘進(jìn)架棚巷道頂板管理臨時(shí)支護(hù)加固拉桿防倒裝置穩(wěn)定性

中圖分類號(hào):TD54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)07(c)-0116-01

1 臨時(shí)支護(hù)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(fā)生的狀況,都和支護(hù)管理分不開,支護(hù)材料、設(shè)備的更新、支護(hù)形式的改革是近年來控制頂板事故的主要手段,而掘進(jìn)巷道的頂板管理重點(diǎn)是迎頭空頂期間的頂板管理,加強(qiáng)頂板臨時(shí)支護(hù)管理是消除頂板事故的關(guān)鍵。臨時(shí)支護(hù)的護(hù)頂效果直接關(guān)系到頂板安全效果,有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明:煤礦安全事故中冒頂占40%,而掘進(jìn)迎頭的冒頂事故又占總冒頂事故的20%。對(duì)多起掘進(jìn)工作面頂板事故調(diào)查分析,總結(jié)空頂作業(yè)主要有以下幾種情況。(1)爆破后未及時(shí)前移前探支護(hù),沒有支護(hù)好迎頭空頂區(qū)域,延長(zhǎng)了空頂時(shí)間。(2)架棚工程質(zhì)量差,棚距超出允許范圍,棚腿扎角不夠或迎退山嚴(yán)重。(3)爆破方法不當(dāng),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(guī)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(tái)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(jìn)32082工作面的回采巷道,頂板為鋪設(shè)人工假頂。該工作面右鄰井田保護(hù)煤柱,上方為2208、3208工作面采空區(qū),南部為2206、3206采空區(qū),東部為2204、3204、32042工作面采空區(qū),在32082工作面掘進(jìn)回采二分層巷道時(shí),由于受附近采動(dòng)的影響地壓大、圍巖破碎、假頂未固結(jié)穩(wěn)定。大興煤礦二分層巷道支護(hù)方式,全部采用11#工字鋼梯形架棚支護(hù)方式。架棚支護(hù)屬于被動(dòng)的待壓支護(hù),根本無初撐力,其整體穩(wěn)定性很差。為保證架棚巷道掘進(jìn)迎頭前10m支架間使用有效的防倒裝置,使之連鎖為一個(gè)整體,能有效防止放炮崩倒棚和冒頂事件的發(fā)生。因此,研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的11#工字鋼支架防倒器勢(shì)在必行。

3 防倒器的結(jié)構(gòu)、安裝與效果

3．1 結(jié)構(gòu)

針對(duì)上述問題,大興礦經(jīng)過多次研究、實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)制造出了一種新型的金屬拉桿加固器。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng),在迎頭10m范圍內(nèi),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(jìn)行打孔,孔直徑為22mm,卡子成對(duì)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(jī)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(jìn)巷道的延伸而交替安裝,循環(huán)使用。

3.3 效果

金屬拉桿是連接支架的構(gòu)件,其作用是傳遞支架間的壓力和保持支架穩(wěn)定性,使支架由單體受力變?yōu)檎w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(fā)揮金屬拉桿的作用,金屬拉桿安設(shè)要牢固成一條直線。

倘若支架間沒有設(shè)牢固的金屬拉桿,因?yàn)楸谱鳂I(yè)等因素遭到破壞時(shí),支架之間的圍巖就會(huì)向巷道的自由空間產(chǎn)生變形,并且向巷內(nèi)移動(dòng),結(jié)果使支架產(chǎn)生不規(guī)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(hù)作用。支架失穩(wěn)后,必然會(huì)導(dǎo)致該段巷道失穩(wěn),由此引發(fā)的局部冒頂和頂板冒落推到支架,由局部小冒落擴(kuò)大為長(zhǎng)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(jī)械扳手,進(jìn)行擰緊。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)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(dòng)強(qiáng)度。能適用于不同的棚距。金屬拉桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于加工制造,重量輕,操作靈活,使用方便,成本低。在生產(chǎn)掘進(jìn)過程中具有很強(qiáng)的適用性及推廣價(jià)值。達(dá)到了預(yù)期效果,提高了安全系數(shù),提升了工程質(zhì)量,杜絕了放炮崩倒棚和造成漏冒頂現(xiàn)象的發(fā)生,作業(yè)人員的安全會(huì)更有保障。

4 結(jié)語

通過在井下一年多的使用情況來看,該防倒器以其獨(dú)有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)帶來了高度的靈活性和廣泛的適應(yīng)性,緊固可靠、操作簡(jiǎn)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(jìn)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(wěn)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(fù)勞動(dòng),降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了勞動(dòng)效率和煤巷單進(jìn),社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

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