切眼亮面支護新工藝的研究與應用探討

祝德勝+李玉忠

摘 要 開灤集團東歡坨礦2392掘進工作面是中央南一采區（-500水平）9煤層首采工作面，同時根據公司回采銜接，2392回采工作面為2013年主力工作面，銜接工期十分緊張。為考慮到切眼安裝液壓支架提供有力的條件，實現“五位一體，無縫銜接”的理念。在切眼支護上進行了大膽革新，采用這種新型支護方式。文章簡要介紹切眼亮面支護新工藝的研究與應用。

關鍵詞 煤礦開采；切眼亮面支護；新工藝

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0148-01

針對開灤集團東歡坨礦9煤層頂板具有十分破碎、易冒的特點，掘進施工采取由上向下（即從風道向運道方向施工）的施工方法，便于頂板管理，保證人身安全。支護方式打破原來因不能采用錨網支護而被迫采用“水柱+托梁”支護亮面的傳統工藝，采用一種新型的異型平頂支架進行全斷面支護。目的是解決掘進亮面過程中頂板隱患及大斷面整體連鎖支護問題，同時大幅提高安裝效率及安全系數，達到“三按”管理要求中掘安工序間的無縫銜接，從而降低整體工程的綜合成本。

1 項目背景

東歡坨礦9煤層頂板為深灰色粉砂巖，頂板分級介于Ⅲ類至Ⅳ類之間，層理、節理發育，偽板厚度在0.5 m～2.5 m之間，局部極其易碎、具有隨掘隨大面積冒落的特點，大斷面（14 ㎡或以上）巷道不適合采用錨網支護，主要是由于其相對架棚支護時間長，進而在支護過程中，偽板不斷冒落而影響人員安全及繼續支護施工。我公司在以往中央及北一采區9煤層亮面都是采用“水柱+托梁”的支護方式，巷道斷面整體寬度局限在5.8 m，導致液壓支架不能一次安裝到位，需分體安裝，同時在安裝過程中需頻繁回撤、補打水柱，一是對頂板支護極為不利，二是大幅增加了安裝過程的工作量，嚴重影響安裝效率。鑒于以上兩種支護方式都存在嚴重不足之處，經技術部研究設計，借鑒其他礦的支護經驗，設計了一種新型的25U平頂拱異型特大斷面支架，來在切眼掘進及后期亮面過程中進行全程支護。

25U平頂拱異型特大斷面支架是我礦在原有支護巷道的基礎上研究出來的新的支護形式。通過參考《巷道U型鋼可縮性支架輔助支架手冊》及軟巖巷道支護等的數據分析、公式計算等方法對此平頂拱異型支架進行支護強度驗算，驗算結果滿足切眼頂板載荷集度的要求。意義：①解決9煤層大斷面支護難題，消除支護安全隱患；②提高工作面支架安裝效率30%以上，達到掘安工序無縫銜接；③降低準備工作的綜合成本。

2 項目的研究及實施

針對東歡坨礦9煤層煤質酥軟，頂板破碎、易冒等特點在無法進行錨桿工藝施工時，如何保證切眼的亮面工作，同時為考慮到切眼安裝提供有力條件的前提下，保證切眼擴面施工快速、安全的進行。

2392工作面煤層傾角21°，采取從上向下施工，頂板掉塊掉向迎頭不會危及人身安全。同時采取平頂拱異型支架，一次掘全寬，縮短工期，又免去替板、水柱擴面的繁瑣工序。

25U平頂拱異型支架利用廢棄的25U棚子進行改造，實現廢物利用，節能降耗的目的；一次掘全寬實現一次成巷施工，節省施工時間，保證銜接進度；從上向下施工，改變施工的順序，最大限度的保證人員的人身安全。

2.1 項目實施進度安排

2013年2月份進行設計出圖、加工制造、措施審批。

2013年3月6日-4月5日初掘切眼施工，支護斷面4.3 m×2.6 m（寬×高），工程量180 m。

2013年5月21日-6月10日對切眼進行擴面施工，最終斷面7 m×2.6 m（寬×高），工程量180 m。

2013年7月1日-7月31日完成工作面三機配套安裝。

2.2 效益分析及工程預算

1）利用廢舊25U型鋼改造支架，減少投入，節省材料費創效3000×180=54萬元。

2）相比原來支護方式，減少大量木料投入，水柱租賃費，累計創效16萬元。

3）安裝工期提前15天，效率提高33%，節省安裝人工100工/天×30天×2×33%=1980工，節省人工成本：1980×110=21.78萬元。

4）保證大斷面巷道支護安全，施工過程零傷害，安全可控程度高。

綜上，該工程可累計創效54+16+21.78=91.78萬元。

3 安全技術措施

每班開工前，班長首先對施工所管轄范圍內進行安全確認，發現問題后立即處理，確保無安全隱患后方可開工，同時將上一班的卡纜螺母全部重新緊固一遍。正常掘進炮掘時，嚴格按后附爆破圖表中相關內容執行。鎖口支架架設好后上頂及兩腮角必須與抬棚插梁用方木、半圓撞楔等堅硬木料等搭好茬并插嚴背實，并用方木砍殼將鎖口支架正頂與抬棚插梁支撐牢固。開口扒門時加強頂板管理，控制好上頂；如遇上頂抽冒時必須打好超前撞楔超前控頂，并用大鏈將鎖口支架正頂與抬棚插梁拴綁牢固。

掘進機工作前，司機必須與現場作業人員打好招呼，確認無危險后再開機。出煤時，掘進機司機嚴禁離開操作臺，不出煤或人員經過時，司機必須將掘進機開關打零位，防止誤動作傷人。拐掘進機前，先將迎頭各種設備及管線挪到后路不影響拐機器的地方靠幫掛好。炮后或掘進機截割完斷面，隨時進行找掉工作，找掉人員必須站在后路安全地點戴好手套使用專用的找掉工具，現場班長親自負責找掉觀山工作。上梁時，必須配齊人力，互叫互應，由班組長負責觀山工作；接腿時，掘進機司機不許離開操作臺，其他人員嚴禁從梁下穿行。使用前探梁進行臨時支護上梁前，必須提前串好前探梁。

上好棚梁后立即用小板將上頂插嚴背實，嚴禁空頂作業。使用風動扳手前必須檢查管路連接情況，管路連接使用專用U型銷連接，防止脫扣傷人。施工中，隨時檢查溜子信號是否靈敏可靠，機頭、機尾壓柱是否齊全有效并拴牢。若使用掘進機當腳手架時，掘進機必須打零位，同時掘進機截割頭探入迎頭煤壁中，并設專人看護，防止誤動傷人。

施工中加強巷道防塵與瓦斯管理，保證風筒、探頭等完好并按要求吊掛好，通防工每天對巷道進行灑水滅塵工作。看風機人員必須專兼職風機司機，每班必須做好切換試驗，并嚴格執行現場交接班制度。施工中，當班班長或管技人員要密切關注水文、地質、瓦斯及頂板情況，若發現以下異常情況，立即停止施工，并及時撤出人員，待補充相關的技術措施后方可施工。

參考文獻

[1]周益文.煤礦工作面安全回采情況分析與對策[J].四川建材，2011（03）.

[2]孫濤，王其洲.端頭支護的定性改進[J].陜西煤炭，2010（06）.endprint