傘式液壓前探梁臨時支護在巖巷掘進中的應用

白偉強

河南能源義煤公司躍進煤礦，河南三門峽 472300

傘式液壓前探梁臨時支護在巖巷掘進中的應用

白偉強

河南能源義煤公司躍進煤礦，河南三門峽 472300

躍進煤礦西翼采區車場布置在2-1煤層頂板礫巖和砂巖層中，局部為泥巖，屬于穩定巖層。掘進至車場1650m段時，頂板出現較厚的泥巖和砂質泥巖并伴有裂隙滲水現象，強度驟然下降，采用吊環式前探梁對錨網噴巷道臨時支護較為不利。為此設計傘式前探梁，并不斷改進。試驗表明，該前探梁保證了軟巖淋水巷道臨時支護作業的安全穩定，效果良好。

傘式；液壓前探梁；臨時支護

巖巷爆破后的頂、幫臨時支護施工，是掘進過程中安全要求較高、隱患突出的環節之一。隨著巷道凈斷面的增大以及圍巖賦存條件愈加復雜，原有的懸吊式前探梁存在施工進度慢，受圍巖賦存條件影響大等缺陷。鑒于此，躍進煤礦從支護工藝上革新，試驗一種能覆蓋肩部以上的，支撐有力的新式傘形支護，并在西翼采區車場掘進施工中進行試驗，效果良好。

1 巷道賦存條件

西翼采區車場層位布置在2-1煤層頂板礫、砂巖層互層中，該層位屬于弱含水層，在掘進中，會有巖層含水通過滴、淋形式排泄但不會出現大面積涌水的情況。巷道斷面采用直墻半圓拱形式，凈寬5.2m，凈高4.1m，采用錨網噴永久支護、φ22×1800mm普通左旋錨桿+1.5m長×1.5m寬×網孔60mm鋼筋網支護。錨桿間排距為700mm×700mm，噴厚100mm。

2 傘式前探梁試驗方案

1）正反絲桿調節支柱配合傘架支護：根據5.4m掘進斷面拱部形狀，采用DN25鋼管焊制一個長弧板形框架，框架弦長1.95m、寬1m，框架中間用1根10#槽鋼焊接牢固，兩側各焊接2根1寸鋼管用以等分剩余空間。在槽鋼中間位置焊接1根0.6m長DN100鋼管，框架四角采用1寸鋼管按對角線焊接在鋼管由下端向上0.12m處，再向上每隔0.1m打設一個φ22m螺紋孔，以調節支撐高度。如圖所示。

圖1 前探梁傘架主、俯視圖

支撐柱采用2根3寸DN80鋼管，選一根鋼管一頭內側過絲、底部焊接1個4寸法蘭盤作為底座；另一根，距一端200mm，打設一個φ22m螺紋孔，用以與頂部穿銷釘調節支撐高度。用DN60實心鋼柱0.52m兩頭各過絲0.2m、中間打穿2個φ22m螺紋孔用以穿扳手調節絲扣長度；最后取1個0.1m長×0.1m寬10mm厚鋼板，一端焊接300mm長DN65鋼管用以承接上部支柱，下部焊接200mm長DN65鋼管，并內側過絲，可包裹住鋼柱一端絲扣。實際使用時，因支柱強度不夠，支柱中部絲扣處彎曲變形；另鋼管壁厚3.5mm，內壁套絲螺紋齒淺，長時間使用上絲困難，支柱強度及支撐力無法保障。

2）單體支柱配合傘架支護：采用DW31.5-200/100外注式單體液壓支柱支撐，配套乳化液泵型號為3BZSZ高壓柱塞泵，額定壓力17MPa，額定流量8.1m3/h，泵速405r/min，柱塞數目3個，柱塞直徑φ40mm，柱塞行程95mm，電機功率45KW，工作介質：含3%乳化油中性水溶液。試驗中，由于采用乳化液泵供液，升起傘架后能使護板與頂板頂緊，增加穩定性。使用中，單體支柱底座支墊在平整后的渣堆上，傘架升起后最大高度為3.5m。出現了因高度不夠或頂部超挖，致使護板接頂不實，還需要在底座加墊道木，操作不便。

圖2 單體支柱配合傘架支護示意圖

3）雙伸縮液壓立柱配合傘架支護：將單體支柱改為雙伸縮液壓立柱，增大調高范圍，最大支撐高度可以達到4.5m，另外在底座焊接300×300的加強柱靴，增大了柱靴接觸面積，整體穩定性也得到了加強。另修改了傘架結構，取掉四個對角線的斜撐及焊接在弧板中間槽鋼上的鋼管，在護板兩長弧上各自焊接一根橫撐，在槽鋼中間焊接一個立柱柱帽，柱帽帶φ22m銷孔一對，便于立柱頂部插入柱帽中后用銷子上緊，穩定傘架。

3 傘式液壓前探梁的使用方法

1）爆破結束后，先使用審頂桿敲幫問頂處理正前頂肩部活矸危巖，確認安全。

2）側卸裝巖機或人工整理爆破拋落的渣塊，整理平整施工平臺，人員站在已支護巷道下方打設6根管縫錨桿固定2塊鋼筋網，及時快速支護。

3）把支撐柱穩固立于平整后的渣堆平臺上，將護板中心焊接的柱帽套在立柱頂端并穿上銷釘固定牢固，使用乳化液泵注液槍對液壓立柱加壓升起前探梁，至傘架與頂板接觸嚴實后繼續供液4～5秒，保證足夠的初撐力。

4）人員站在傘式前探梁下錨網支護，補打φ22×1800mm左旋鐵錨桿；當肩部有滴、滲水現象或泥巖等軟巖掉渣時，需先采用管縫式錨桿在肩部以上打超前錨桿配合1.5m×1.5m鋼筋網即時錨網，再補打樹脂錨桿。頂肩部錨網結束后，方可拆除前探梁，降柱前要確認銷釘完好，保證立柱不歪斜。最后，進行肩部以下錨網施工并出渣，準備噴漿作業。

4 結論

傘式液壓前探梁加工簡單，成本低，采用空心鋼管制作傘架，使其整體質量減輕，安裝拆卸輕便，2人就可操作。采用雙伸縮液壓立柱配合乳化液泵，可以保證前探梁接頂嚴實、牢固，伸縮靈活，可調節范圍大；傘架規格可根據巷道尺寸進行改裝，適用性廣。在錨網巷道中較原有的懸吊式前探梁減輕了勞動強度，在西翼采區車場掘進中的臨時支護效果良好。

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[3]常文清，車民，李芳廷．掘進頭超前支護的研究和應用[J]．煤炭技術，2007（7）．

TD4

A

1674-6708（2015）150-0027-01

白偉強，助理工程師，畢業院校：中國礦業大學，研究方向：煤礦生產技術