浅析大兴矿二分层炮掘迎头10m内加固金属拉杆应用

李刚

摘 要:棚式支护属于被动支护,没有初撑力,支架稳定性靠背帮背顶而获得,稳定性差,因此,采用防倒装置能使之联成一个整体,从而能有效地防止放炮倒棚和冒顶事故的发生。本文介绍一种用于炮掘工作面梯形架棚巷道迎头10m内加固金属拉杆机构原理、使用方法以及使用效果。该装置结构简单,便于操作、使用方便、成本低,显著提高了放炮掘进迎头10m范围内支架的整体稳定性,在大兴矿二分层掘进中得到了广泛运用,取得了很好的效果。

关键词:放炮掘进架棚巷道顶板管理临时支护加固拉杆防倒装置稳定性

中图分类号:TD54 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0116-01

1 临时支护的分析

顶板管理历来是煤矿安全工作的重中之重,回顾多年来顶板事故发生的状况,都和支护管理分不开,支护材料、设备的更新、支护形式的改革是近年来控制顶板事故的主要手段,而掘进巷道的顶板管理重点是迎头空顶期间的顶板管理,加强顶板临时支护管理是消除顶板事故的关键。临时支护的护顶效果直接关系到顶板安全效果,有关统计资料表明:煤矿安全事故中冒顶占40%,而掘进迎头的冒顶事故又占总冒顶事故的20%。对多起掘进工作面顶板事故调查分析,总结空顶作业主要有以下几种情况。(1)爆破后未及时前移前探支护,没有支护好迎头空顶区域,延长了空顶时间。(2)架棚工程质量差,棚距超出允许范围,棚腿扎角不够或迎退山严重。(3)爆破方法不当,炮眼布置不合理,如32082材料道顶眼距二分层假顶距离过小,炮眼间距不符合煤矿安全规程,爆破后造成冒顶或放炮崩倒支架造成迎头冒顶。

2 问题的提出

大兴矿处于韩台煤田,主采煤层为山西组2、3煤,煤层厚度在3.8～4.2m,分层回采,上分层采高2.0m,下分层1.8～2.2m。目前正在掘进32082工作面的回采巷道,顶板为铺设人工假顶。该工作面右邻井田保护煤柱,上方为2208、3208工作面采空区,南部为2206、3206采空区,东部为2204、3204、32042工作面采空区,在32082工作面掘进回采二分层巷道时,由于受附近采动的影响地压大、围岩破碎、假顶未固结稳定。大兴煤矿二分层巷道支护方式,全部采用11#工字钢梯形架棚支护方式。架棚支护属于被动的待压支护,根本无初撑力,其整体稳定性很差。为保证架棚巷道掘进迎头前10m支架间使用有效的防倒装置,使之连锁为一个整体,能有效防止放炮崩倒棚和冒顶事件的发生。因此,研制一种结构简单、操作方便的11#工字钢支架防倒器势在必行。

3 防倒器的结构、安装与效果

3．1 结构

针对上述问题,大兴矿经过多次研究、实验,设计制造出了一种新型的金属拉杆加固器。根据现场,在迎头10m范围内,使用直径为20mm,A5左纹螺旋钢金属拉杆配合特制卡子(特制卡子由W型带铁制作,在卡子柄处进行打孔,孔直径为22mm,卡子成对使用,两卡孔中心一致,分别安在棚腿之间,将金属拉杆通过棚腿连接处的卡孔,在卡子与金属拉杆处使用配套的螺栓用机械扳手用力紧固后即可)。

3.2 安装

金属拉杆加固器一般安装在两帮棚腿中部,随掘进巷道的延伸而交替安装,循环使用。

3.3 效果

金属拉杆是连接支架的构件,其作用是传递支架间的压力和保持支架稳定性,使支架由单体受力变为整体支架受力,能抵抗局部来压、斜向来压和爆破冲击波的冲击。为了能充分发挥金属拉杆的作用,金属拉杆安设要牢固成一条直线。

倘若支架间没有设牢固的金属拉杆,因为爆破作业等因素遭到破坏时,支架之间的围岩就会向巷道的自由空间产生变形,并且向巷内移动,结果使支架产生不规则的变形,甚至使支架倾倒。支架变形或者倾倒后,其支架已起不到支护作用。支架失稳后,必然会导致该段巷道失稳,由此引发的局部冒顶和顶板冒落推到支架,由局部小冒落扩大为长距离的大冒落。因此,支架间金属拉杆必须齐全牢固,使支架均匀受力并防止漏顶。

支架之间使用的金属拉杆,螺丝上的越紧,梁腿之间的摩擦阻力就越大,所以螺丝不能用手去拧,必须用机械扳手,进行拧紧。

经过现场实际运用,无论是顶、帮来压或放炮均没有崩倒棚子,减轻了工人的劳动强度。能适用于不同的棚距。金属拉杆结构简单,易于加工制造,重量轻,操作灵活,使用方便,成本低。在生产掘进过程中具有很强的适用性及推广价值。达到了预期效果,提高了安全系数,提升了工程质量,杜绝了放炮崩倒棚和造成漏冒顶现象的发生,作业人员的安全会更有保障。

4 结语

通过在井下一年多的使用情况来看,该防倒器以其独有的结构特点带来了高度的灵活性和广泛的适应性,紧固可靠、操作简单,无论使用条件如何变化,都能正常安装,迎头10m支架牢固的连锁为一体,深受掘进一线工人的欢迎,由于它有效的提高了迎头支架的整体性和稳定性,从根本上杜绝了放炮倒棚和冒顶推棚等事故,从而省去了放炮后整棚的重复劳动,降低了劳动强度,提高了劳动效率和煤巷单进,社会效益和经济效益显著。

参考文献

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