新型十字頭支護方式的試驗與應用

張 義，曲東彬，馮建超，王 隆

（鄭煤集團新鄭煤電公司趙家寨煤礦，河南 新鄭 451184）

新型十字頭支護方式的試驗與應用

張 義，曲東彬，馮建超，王 隆

（鄭煤集團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方式在趙家寨煤礦12204下付巷交叉點的試驗及應用可知，新型十字頭支護方式具有施工斷面小和工藝簡單的優點，較好改善了巷道十字頭處的受力狀況。同時也為實現巷道的快速掘進提供了有力保障，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，為其它地區相似條件下十字頭支護提供了一定的依據和經驗借鑒。

趙家寨煤礦；十字頭支護；快速掘進；試驗與應用

隨著我國煤炭事業的快速發展，礦井要想真正實現高產高效，必須有快速掘進作為保障。而巷道交叉點支護是掘進施工中較為繁瑣且非常重要的關鍵環節，也是影響巷道快速掘進的一個重要關卡。如果交叉點設計不合理，則會給巷道的快速掘進造成影響，同時也會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難度更大。本文以趙家寨煤礦12204下付巷與其下回風聯巷交叉點處的支護為例，研究了新型十字頭支護方式的可行性。

1 概況

12204工作面位于趙家寨煤礦12采區的西翼，主采山西組二1煤層。煤層厚度約8.7 m，煤層傾角5°。地面標高為+133.13～+135.73，工作面標高為-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、底板砂質泥巖中，硬度系數f≤3，較松軟，地質構造較為簡單。

12204下付巷與12204下回風聯巷之間的夾角為14°。兩條巷道均采用凈斷面14.2㎡的29U型鋼支護，下凈寬5.1m，凈高3.5m。根據設計先施工12204下回風聯巷再施工12204下付巷。因此，十字頭處需采用礦工鋼進行抬棚支護。

2 支護方案

（1）傳統十字頭支護方案

首先沿12204下回風聯巷方向，采用12#礦工鋼對棚支護，規格為：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）新型十字頭支護方案

圖1 新型十字頭支護設計圖

采用12#礦工鋼對棚支護，沿12204下回風聯巷方向礦工鋼規格為：梁×腿＝4m×3.8m，棚距700mm(中-中)；沿12204下付巷方向礦工鋼規格為：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。

通過對兩個方案的對比可以得出，傳統十字頭支護方案打抬棚跨度較大，整個十字頭斷面比較大，受礦壓影響較大，容易產生變形，并且12204下付巷掘進時需采取拐旋施工，增加了施工工序和難度。而新型十字頭支護方案采用雙層礦工鋼，即底層礦工鋼沿12204下回風聯巷，上層礦工鋼沿12204下付巷，支護較為簡單，整個十字頭斷面相對較小，不易產生變形，且巷道的直線性較好，便于生產運輸。

3 新型十字頭支護效果

（1）變形量較小

采用新型十字頭支護方式，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12204下付巷十字頭實測數據可知，其最大變形量為105mm，與其它類似條件下十字頭支護變形實測數據相比，變形量降低約50％。

（2）施工工藝簡便

采用新型十字頭支護，掘進巷道時不再進行拐施施工，工藝比較簡便，十字頭處的巷道支護質量有所提高，從而提高了巷道掘進工效，為實現巷道快速掘進提供了保障。同時采用新型十字頭支護方式，使巷道的直線性較好，鋪設皮帶等設備更加便捷。

4 結語

（1）采用新型十字頭支護方式，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。根據實測數據可知，變形量降低約50％。相對來說，提高了十字頭處的安全系數，減少了巷道后期的維修量，降低了支護成本。

（2）采用新型十字頭支護方式，工藝相對較為簡便，巷道支護質量有所提高。并且也使巷道的直線性較好，鋪設皮帶等設備更加便捷。為實現快速掘進提供了有力保障，同時也為其它地區相似條件下十字頭支護提供了一定的依據和經驗借鑒。

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張義（1989-），男，河南新鄉人，大專學歷， 2011年畢業于永城職業學院煤礦開采技術專業，先從事掘進技術管理工作。