新型十字頭支護(hù)方式的試驗(yàn)與應(yīng)用

張 義，曲東彬，馮建超，王 隆

（鄭煤集團(tuán)新鄭煤電公司趙家寨煤礦，河南 新鄭 451184）

新型十字頭支護(hù)方式的試驗(yàn)與應(yīng)用

張 義，曲東彬，馮建超，王 隆

（鄭煤集團(tuán)新鄭煤電公司趙家寨煤礦，河南 新鄭 451184）

通過新型十字頭支護(hù)方式在趙家寨煤礦12204下付巷交叉點(diǎn)的試驗(yàn)及應(yīng)用可知，新型十字頭支護(hù)方式具有施工斷面小和工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)，較好改善了巷道十字頭處的受力狀況。同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)巷道的快速掘進(jìn)提供了有力保障，減少了巷道后期的維修量，降低了巷道施工成本。通過本論文的研究，為其它地區(qū)相似條件下十字頭支護(hù)提供了一定的依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

趙家寨煤礦；十字頭支護(hù)；快速掘進(jìn)；試驗(yàn)與應(yīng)用

隨著我國煤炭事業(yè)的快速發(fā)展，礦井要想真正實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，必須有快速掘進(jìn)作為保障。而巷道交叉點(diǎn)支護(hù)是掘進(jìn)施工中較為繁瑣且非常重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是影響巷道快速掘進(jìn)的一個(gè)重要關(guān)卡。如果交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理，則會(huì)給巷道的快速掘進(jìn)造成影響，同時(shí)也會(huì)給安全帶來一系列不利因素。特別是交叉角度較小的十字頭支護(hù)難度更大。本文以趙家寨煤礦12204下付巷與其下回風(fēng)聯(lián)巷交叉點(diǎn)處的支護(hù)為例，研究了新型十字頭支護(hù)方式的可行性。

1 概況

12204工作面位于趙家寨煤礦12采區(qū)的西翼，主采山西組二1煤層。煤層厚度約8.7 m，煤層傾角5°。地面標(biāo)高為+133.13～+135.73，工作面標(biāo)高為-135～-168m。12204工作面下付巷走向長1588m，傾斜長約172m，整體位于二3煤層及其頂、底板砂質(zhì)泥巖中，硬度系數(shù)f≤3，較松軟，地質(zhì)構(gòu)造較為簡單。

12204下付巷與12204下回風(fēng)聯(lián)巷之間的夾角為14°。兩條巷道均采用凈斷面14.2㎡的29U型鋼支護(hù)，下凈寬5.1m，凈高3.5m。根據(jù)設(shè)計(jì)先施工12204下回風(fēng)聯(lián)巷再施工12204下付巷。因此，十字頭處需采用礦工鋼進(jìn)行抬棚支護(hù)。

2 支護(hù)方案

（1）傳統(tǒng)十字頭支護(hù)方案

首先沿12204下回風(fēng)聯(lián)巷方向，采用12#礦工鋼對棚支護(hù)，規(guī)格為：梁×柱＝4m×3.8m，棚距500mm(中-中)，架棚后采用7.9m礦工鋼桿（三棚兩組，共8根）進(jìn)行穿桿加固，最后采用梁×柱＝4m×3.8m礦工鋼打抬棚。

（2）新型十字頭支護(hù)方案

圖1 新型十字頭支護(hù)設(shè)計(jì)圖

采用12#礦工鋼對棚支護(hù)，沿12204下回風(fēng)聯(lián)巷方向礦工鋼規(guī)格為：梁×腿＝4m×3.8m，棚距700mm(中-中)；沿12204下付巷方向礦工鋼規(guī)格為：梁×腿＝4.5m×3.7m，棚距500mm(中-中)，架棚后采用5m礦工鋼梁打抬棚，下站兩根3.3m長10英寸將軍柱，如圖1所示。

通過對兩個(gè)方案的對比可以得出，傳統(tǒng)十字頭支護(hù)方案打抬棚跨度較大，整個(gè)十字頭斷面比較大，受礦壓影響較大，容易產(chǎn)生變形，并且12204下付巷掘進(jìn)時(shí)需采取拐旋施工，增加了施工工序和難度。而新型十字頭支護(hù)方案采用雙層礦工鋼，即底層礦工鋼沿12204下回風(fēng)聯(lián)巷，上層礦工鋼沿12204下付巷，支護(hù)較為簡單，整個(gè)十字頭斷面相對較小，不易產(chǎn)生變形，且巷道的直線性較好，便于生產(chǎn)運(yùn)輸。

3 新型十字頭支護(hù)效果

（1）變形量較小

采用新型十字頭支護(hù)方式，減小了十字頭的斷面，使其所承受的礦壓相對減小，從而降低了十字頭后期的變形量。根據(jù)12204下付巷十字頭實(shí)測數(shù)據(jù)可知，其最大變形量為105mm，與其它類似條件下十字頭支護(hù)變形實(shí)測數(shù)據(jù)相比，變形量降低約50％。

（2）施工工藝簡便

采用新型十字頭支護(hù)，掘進(jìn)巷道時(shí)不再進(jìn)行拐施施工，工藝比較簡便，十字頭處的巷道支護(hù)質(zhì)量有所提高，從而提高了巷道掘進(jìn)工效，為實(shí)現(xiàn)巷道快速掘進(jìn)提供了保障。同時(shí)采用新型十字頭支護(hù)方式，使巷道的直線性較好，鋪設(shè)皮帶等設(shè)備更加便捷。

4 結(jié)語

（1）采用新型十字頭支護(hù)方式，減小了十字頭的斷面，使其所承受的礦壓相對減小，從而降低了十字頭后期的變形量。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)可知，變形量降低約50％。相對來說，提高了十字頭處的安全系數(shù)，減少了巷道后期的維修量，降低了支護(hù)成本。

（2）采用新型十字頭支護(hù)方式，工藝相對較為簡便，巷道支護(hù)質(zhì)量有所提高。并且也使巷道的直線性較好，鋪設(shè)皮帶等設(shè)備更加便捷。為實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)提供了有力保障，同時(shí)也為其它地區(qū)相似條件下十字頭支護(hù)提供了一定的依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)借鑒。

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張義（1989-），男，河南新鄉(xiāng)人，大專學(xué)歷， 2011年畢業(yè)于永城職業(yè)學(xué)院煤礦開采技術(shù)專業(yè)，先從事掘進(jìn)技術(shù)管理工作。