新型十字头支护方式的试验与应用

张 义，曲东彬，冯建超，王 隆

（郑煤集团新郑煤电公司赵家寨煤矿，河南 新郑 451184）

新型十字头支护方式的试验与应用

张 义，曲东彬，冯建超，王 隆

（郑煤集团新郑煤电公司赵家寨煤矿，河南 新郑 451184）

通过新型十字头支护方式在赵家寨煤矿12204下付巷交叉点的试验及应用可知，新型十字头支护方式具有施工断面小和工艺简单的优点，较好改善了巷道十字头处的受力状况。同时也为实现巷道的快速掘进提供了有力保障，减少了巷道后期的维修量，降低了巷道施工成本。通过本论文的研究，为其它地区相似条件下十字头支护提供了一定的依据和经验借鉴。

赵家寨煤矿；十字头支护；快速掘进；试验与应用

随着我国煤炭事业的快速发展，矿井要想真正实现高产高效，必须有快速掘进作为保障。而巷道交叉点支护是掘进施工中较为繁琐且非常重要的关键环节，也是影响巷道快速掘进的一个重要关卡。如果交叉点设计不合理，则会给巷道的快速掘进造成影响，同时也会给安全带来一系列不利因素。特别是交叉角度较小的十字头支护难度更大。本文以赵家寨煤矿12204下付巷与其下回风联巷交叉点处的支护为例，研究了新型十字头支护方式的可行性。

1 概况

12204工作面位于赵家寨煤矿12采区的西翼，主采山西组二1煤层。煤层厚度约8.7 m，煤层倾角5°。地面标高为+133.13～+135.73，工作面标高为-135～-168m。12204工作面下付巷走向长1588m，倾斜长约172m，整体位于二3煤层及其顶、底板砂质泥岩中，硬度系数f≤3，较松软，地质构造较为简单。

12204下付巷与12204下回风联巷之间的夹角为14°。两条巷道均采用净断面14.2㎡的29U型钢支护，下净宽5.1m，净高3.5m。根据设计先施工12204下回风联巷再施工12204下付巷。因此，十字头处需采用矿工钢进行抬棚支护。

2 支护方案

（1）传统十字头支护方案

首先沿12204下回风联巷方向，采用12#矿工钢对棚支护，规格为：梁×柱＝4m×3.8m，棚距500mm(中-中)，架棚后采用7.9m矿工钢杆（三棚两组，共8根）进行穿杆加固，最后采用梁×柱＝4m×3.8m矿工钢打抬棚。

（2）新型十字头支护方案

图1 新型十字头支护设计图

采用12#矿工钢对棚支护，沿12204下回风联巷方向矿工钢规格为：梁×腿＝4m×3.8m，棚距700mm(中-中)；沿12204下付巷方向矿工钢规格为：梁×腿＝4.5m×3.7m，棚距500mm(中-中)，架棚后采用5m矿工钢梁打抬棚，下站两根3.3m长10英寸将军柱，如图1所示。

通过对两个方案的对比可以得出，传统十字头支护方案打抬棚跨度较大，整个十字头断面比较大，受矿压影响较大，容易产生变形，并且12204下付巷掘进时需采取拐旋施工，增加了施工工序和难度。而新型十字头支护方案采用双层矿工钢，即底层矿工钢沿12204下回风联巷，上层矿工钢沿12204下付巷，支护较为简单，整个十字头断面相对较小，不易产生变形，且巷道的直线性较好，便于生产运输。

3 新型十字头支护效果

（1）变形量较小

采用新型十字头支护方式，减小了十字头的断面，使其所承受的矿压相对减小，从而降低了十字头后期的变形量。根据12204下付巷十字头实测数据可知，其最大变形量为105mm，与其它类似条件下十字头支护变形实测数据相比，变形量降低约50％。

（2）施工工艺简便

采用新型十字头支护，掘进巷道时不再进行拐施施工，工艺比较简便，十字头处的巷道支护质量有所提高，从而提高了巷道掘进工效，为实现巷道快速掘进提供了保障。同时采用新型十字头支护方式，使巷道的直线性较好，铺设皮带等设备更加便捷。

4 结语

（1）采用新型十字头支护方式，减小了十字头的断面，使其所承受的矿压相对减小，从而降低了十字头后期的变形量。根据实测数据可知，变形量降低约50％。相对来说，提高了十字头处的安全系数，减少了巷道后期的维修量，降低了支护成本。

（2）采用新型十字头支护方式，工艺相对较为简便，巷道支护质量有所提高。并且也使巷道的直线性较好，铺设皮带等设备更加便捷。为实现快速掘进提供了有力保障，同时也为其它地区相似条件下十字头支护提供了一定的依据和经验借鉴。

[1] 钱鸣高，石平五，许家林．矿山压力与岩层控制[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2010．

[2] 施德军，肖青林．巷道交叉点的施工及支护[J].煤炭技术.2008.2：115-116.

[3] 李宝荣.掘进巷道交叉点支护使用锚索悬吊U型钢梁技术[J].山西焦煤科技.2004.8：33-34.

[4] 邵福兵．深部复杂围岩大跨度交叉点支护技术[J]．煤炭科技，2011.3：62-64．

[5] 徐金海，诸化坤，石炳华．三软煤层巷道支护方式及围岩控制效果分析[J].中国矿业大学学报.2004.1 .

张义（1989-），男，河南新乡人，大专学历， 2011年毕业于永城职业学院煤矿开采技术专业，先从事掘进技术管理工作。