螺旋式千斤頂支柱作為臨時支護在打通一礦的應用

李遷陸 陳浩

【摘 要】掘進巷道臨時支護是指井巷施工中，為了防止頂板巖石掉落或垮落，采取措施支護頂板，使施工得以繼續進行的一種暫時的支護措施，從而保護掘進施工人員安全。

【關鍵詞】千斤頂；臨時支護

近年來，隨著我礦生產水平的延伸，巷道壓力越來越大，導致頂板的安全管理難度越來越大，為了加強全巖巷道掘進期間的頂板安全管理，防止發生頂板事故的發生，自2014年11月以來，打通一礦成立全巖巷道臨時支護裝備改進的科技攻關小組，本著“技術可行；安全可靠；經濟合理；輕便適用”的原則，對原有的TYB乳化泵配ф63mm缸徑單體液壓支柱作為臨時支護裝備的改進，成功實驗出采用32噸螺旋式千斤頂支柱作為全巖巷道臨時支護裝備在現場施工中收到較好的效果。現將螺旋式千斤頂支柱在打通一礦東區E7號下座瓦斯巷掘進期間作為臨時支護的應用情況介紹如下。

一、東區E7號下座瓦斯巷概況

東區E7號下座瓦斯巷主要為E2709工作面瓦斯抽放服務，總工程量為263米，巷道坡度12°，巷道支護方式為裸支，巷道巖性為茅口灰巖，巷道規格為BYG-30×30，巷道掘進斷面積為8.99m3，該巷采用普通鉆爆法施工。

二、兩種全巖巷道臨時支護工作原理

1、單體液壓支柱作為臨時支護的工作原理

全巖巷道單體臨時支柱工作原理是利用TYB小型乳化泵將工作介質（液體）壓入密閉的油缸，迫使活柱上升，初撐時利用液體的壓力使支柱給予頂板一定的初撐力，當頂板的壓力超過支柱的初撐力時，油缸中的液體壓力提高，通過液體給予頂、底板一定的反力，使頂板的壓力形成新的平衡，阻止或延緩頂板離層或下層，達到維護頂板的目的。該套臨時支護需要配備的裝備有TYB小型乳化泵1臺、Φ63mm缸徑單體液壓支柱不少于6根、注液槍2把、Φ10mm鋼鞭管60米。如圖一所示。

圖一 單體支柱臨時支護圖

2、 螺旋式千斤頂支柱為臨時支護的工作原理

螺旋千斤頂又稱機械式千斤頂，是由人力通過螺旋副傳動，螺桿或螺母套筒升降千斤頂。該套臨時支護需要配備的裝備有32噸螺旋式千斤頂、可調式伸縮立柱。如圖二所示。

圖二 螺旋式千斤頂支柱臨時支護圖

三、兩種全巖巷道臨時支柱的比較

1、操作方面比較

（1）螺旋式千斤頂支柱升柱時主要時采用人力通過螺旋副傳動的方式升降千斤頂，該方式使用活動扳手即可完成，不需要配置液壓泵站和安設液壓管道；單體液壓支柱主要采用TYB小型乳化泵將工作介質（液體）壓入密閉的油缸來進行升柱，每次升柱是都要把耙巖機后方清水泵上的Φ10mm鋼鞭管連接好注液槍后鋪設到掘進磧頭進行注液，同時在注液過程中，乳化泵位置還要單獨安排一名員工負責乳化泵的加壓及觀察壓力表上的壓力。加壓完成后又必須將注液的鋼鞭管回收至乳化泵站位置。

（2）螺旋式千斤頂支柱重量輕，員工在使用時搬運方便；單體液壓支柱同比螺旋式千斤頂支柱，則較重，在磧頭搬運較為困難。

（3）螺旋式千斤頂支柱存放方便，每次使用完成只需存放在耙巖機后方寬敞的地點，無其他附屬配套設備，移動方便；根據公司頂板裝備管理規定，單體液壓支柱使用的乳化泵必須滯后于耙巖機后方，且距離磧頭的距離不超過50米，因此掘進頭每次釘道后，都得向磧頭方向移乳化泵和單體，同時乳化泵的開關也必須一并前移。因此每次釘道后，移乳化泵、單體、開關就相當麻煩，特別在上掘巷道移乳化泵、單體、開關就更麻煩，因為乳化泵特別重，每次移泵都要把乳化箱的水放干，就容易造成下掘巷道淹磧頭。

（4）螺旋式千斤頂支柱無其他附屬配套設備，不要風、水、電等資源，操作方便，攜帶方便；在進行一些地方零星補打錨網的工作時，需要進行臨時支護，都要安排安裝乳化泵、開關，需要停電搭火，停水卡盤，影響面積大。

2、經濟方面比較

螺旋式千斤頂支柱為臨時支護需要配備的裝備有32噸螺旋式千斤頂和可調式伸縮立柱，配備的費用低；單體臨時支護需要配備的基本裝備有TYB小型乳化泵1臺、Φ63mm缸徑單體液壓支柱不少于6根、注液槍2把、Φ10mm鋼鞭管60米，配備的費用高。

3、安全方面比較

（1）螺旋式千斤頂支柱不需要開關、電纜、管道等附屬配套裝置，就不存在電氣失爆；乳化泵距磧頭的距離不超過50米，因此磧頭放炮時，崩出的煤矸易砸破乳化泵開關的電纜及清水泵開關和電纜頻繁移動，造成電器失爆。

（2）螺旋式千斤頂支柱無其他附屬配套設備，能夠適應各種空間大小的巷道，不影響安全間距；乳化泵箱體的規格為0.8（長）*0.7（寬）*0.7（高），在巷道規格為BYG-25×28的斷面進行安裝，就很難滿足距離軌道0.4米的安全間距，曾經在施工這樣規格的瓦斯巷的時候，有時為了安裝乳化泵還要單獨打設1個硐室，以此保證乳化泵距離磧頭的距離不超過50米。

（3）螺旋式千斤頂支柱作為臨時支護時不要乳化泵站，就不存在液壓系統注液；單體支柱采用TYB小型乳化泵將工作介質（液體）壓入密閉的油缸來進行升柱，在作業時，乳化泵的乳化箱必須要保證一定的乳化液濃度。而實際作業時，有時存在采用未加乳化液的工作介質對單體進行加壓，造成潛在的安全威脅。

（4）螺旋式千斤頂具有自鎖功能，不會造成卸壓現象；單體支柱打設在掘進磧頭作為臨時支護時，單體支柱有時存在泄漏現象，易造成單體卸載傾倒傷人。

4、技術方面比較

（1）螺旋式千斤頂支柱采用的是32噸的千斤頂作為加壓裝置，從承載能力上能夠滿足原Φ63mm缸徑單體承受5噸的壓力，符合臨時支護支撐頂板的規定；Φ63mm缸徑單體承受5噸的壓力，符合臨時支護支撐頂板的規定。

（2）螺旋式千斤頂支柱無其他附屬配套設備，維護量小；螺旋式千斤頂支柱附屬配套設備多，設備維護量大。

四、螺旋式千斤頂支柱試驗總結

兩種支柱在生產實踐中的應用，進行對比發現螺旋式千斤頂支柱在“技術可行；安全可靠；經濟合理；輕便適用”等方面更具優勢，由于千斤頂自身結構緊湊、體積小、重量輕，攜帶方便，自從在我礦E7號瓦斯巷掘進期間作為臨時支護裝備使用以來，深受現場工人們喜歡，減少了員工的違章。有效的解決了全巖巷道臨時支護的難題，對于控制巷道頂板事故起到了積極的作用。

參考文獻：

[1] 吳再生 劉祿生 井巷工程 ，2005.1

[2] 謝錫純 李曉豁 礦山機械與設備，1999.2