B070405 非拱型掘进工作面临时支护方法的探讨
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关于掘进工作面临时支护方式的探讨作者:钟国庆来源:《中国科技博览》2018年第19期[摘要]临时支护作为保障掘进作业面作业安全有效的关键环节,一直是掘进作业安全管理的重点之一。
为使机掘面所选的临时支护形式更科学、更合理,介绍了煤矿机掘面临时支护的主要形式,以此为出发点,针对掘进作业面的临时支护开展研究。
在分析临时支护特点的基础上,对四种不同的临时支护类型从结构、适用环境、使用方式三方面进行分析,希望能够为临时支护在其他矿井的更好开展提供指导和借鉴。
[关键词]掘进;掩护;临时支护中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)19-0329-01引言掘进作业中临时支护作为巷道开掘后至永久支护架设完毕之间的必要过渡,是确保掘进作业安全、持续开展的重要环节,也是井下掘进支护的薄弱环节。
一旦临时支护不到位,便可能引发冒顶事故,造成重大损失。
因此,在掘进作业中,必须结合实际状况,选择适宜的掘进临时支护方式,从而为掘进作业的后续开展提供充足保障。
1、临时支护特点分析掘进巷道的临时支护是以避免掘进端在作业面超前支撑压力和倾向支撑压力的联合作用下发生围岩变形、破坏为目的。
其主要特点有:使用周期短、紧随作业面、大部分能够重复利用等。
为了保障掘进作业面作业人员的安全,规避空顶作业的发生,在掘进面开展临时支护十分必要。
但具体支护形式的选择必须充分参照现场地质条件,选择成本经济、安全有效的支护方法,其中较为常用的临时支护方法有:梯形金属支架支护、拱形金属支架、锚喷支护和锚杆网支护,下文中将一一进行论述。
2、不同临时支护类型分析2.1 锚杆巷道窜管式前探梁临时掩护式支护该临时支护是在机载前探梁使用之前,我矿在锚杆巷道放炮施工时所一直沿用的一种临时支护方式,具体流程如下。
2.1.1 结构本支护装置主要由2寸钢管(长6m)、3寸钢管(长3m)、4寸钢管吊环、钢筋网、网勾。
如图1所示。
2.1.2 工作原理采用2根6m长的2寸钢管和加工好的钢筋护网做前探梁临时掩护式支护。
收稿日期:2019?11?11作者简介:宋永刚(1976-),男,山西高平人,助理工程师,从事煤矿生产技术及管理工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2020.04.036掘进工作面临时支护方式分析宋永刚,郭楠楠(山西煤炭运销集团大通煤业有限公司,山西晋城 048403)摘 要:文章分析了掘进工作面常用的几种临时支护方式,并就工作原理、工艺流程、适用条件、使用效果进行了比较,希望能够为临时支护在其他矿井的选择及应用提供指导和借鉴。
关键词:掘进工作面;临时支护;分析中图分类号:TD355 文献标识码:B 文章编号:1005?2798(2020)04?0085?02 《煤矿安全规程》规定:“掘进工作面严禁空顶作业。
临时和永久支护距掘进工作面的距离,必须根据地质、水文地质条件和施工工艺在作业规程中明确,并制定防止冒顶、片帮的安全措施”。
掘进作业中支护按阶段可分为永久支护和临时支护,临时支护就是简单、临时实现防止顶板冒落、支护顶板的一种方式和过程。
掘进工作面迎头煤体截割后,暴露的顶板如得不到快速、有效的支护,可能引起顶板的离层、下沉、变形,继而发生垮落冒顶事故,造成人员伤亡。
而临时支护就是在割煤后永久支护前快速架设临时设施对空顶进行支护作业,形成有效、安全的永久支护作业空间,其目的就是缩短工作面围岩(空顶)暴露时间,避免空顶作业。
临时支护必须充分考虑工作面的实际情况,如围岩赋存条件、巷道断面尺寸、作业空间、配套设备等等,选择科学、合理、安全、有效、经济的支护方式。
目前,常用的临时支护方式有前探梁、点柱式、单体柱+板梁、托梁器、机载式临时支护、液压钻车临时支护、掘锚一体机临时支护。
本文针对大通煤业近年来采取的多种临时支护方式,进行了比较和分析,对每种临时支护方式的工作原理、工艺流程、适用条件、使用效果进行了阐述。
1 临时支护方式的选择及应用1.1 前探梁该支护方式以巷道原有支护为支撑,采用槽钢、道轨或钢管通过吊环或锚链吊挂,与原有支护联成固定悬臂,利用悬臂的支撑能力临时托住空顶,在顶板发生离层、垮落时起到支撑和缓冲作用。
掘进工作面临时支护问题探讨曾石清,刘相寿,黄志彬(徐州矿务集团权台煤矿,江苏徐州221153)[摘 要] 通过对临时支护形式的介绍,并以此为基础,结合规程等有关规定和使用实践,对临时支护问题进行了分析探讨,以期掘进工作面的临时支护更加科学化、先进化、实用化和规范化,促进掘进工作面的安全生产。
[关键词] 掘进工作面;临时支护;分析探讨;安全生产[中图分类号] TD355 [文献标识码] B [文章编号] 1672-9943(2004)03-0029-021 权台煤矿临时支护使用基本情况多年来,权台矿严格贯彻规程规定,坚持使用临时支护,并不断进行技术研究和科技攻关,根据顶板管理要求和现场实践,设计使用了多种形式的临时支护,主要有撅顶道(又称前探梁)和安全点柱,撅顶道定型使用了铰接式和吊环式撅顶道;安全点柱有木点柱、YC A-1型金属可伸缩初撑力点柱。
目前,主要使用吊环式撅顶道和YC A-1型金属可伸缩初撑力点柱。
为适应“三软”孤岛工作面大压力、大变形和机械化快速掘进的客观需要,权台矿与江阴市矿山器材厂合作开发研制了DWL新型液压安全点柱,现正在35122综放工作面机械化掘进巷道中使用,效果比较明显。
DWL 新型液压安全点柱的研制成功,为临时支护的完善和发展,开辟了新的思路。
1.1 QMJ-4型吊环式撅顶道(1)结构。
该吊环式撅顶道由金属探梁和吊梁器组成,金属探梁采用圆管(主要用于岩巷)或方管(主要用于煤巷);这里介绍方管:金属探梁采用11#槽钢加焊5mm厚钢板,两头全焊封闭加工成方管,长3500mm,宽50mm,高80mm;吊梁器采用10mm厚的钢板割成55×85的方孔(周边宽20mm),上下割口焊接上与巷道顶板相适应的螺母制成。
(2)使用方法。
破煤岩后,敲帮问顶找掉,扭力扳手检查锚杆锚固力,锚固力合格后安装吊梁器,通过吊梁器上的螺母将其固定在锚杆的尾端,吊梁器螺母上至锚杆尾端露出5~10丝,稳固后,将金属探梁穿入吊梁器内,并用小木楔刹紧固定。
煤巷快速掘进及超前临时支护研究【摘要】本文主要围绕煤巷快速掘进及超前临时支护这一研究课题展开讨论。
在介绍了研究的背景和目的。
在详细探讨了煤巷快速掘进方法和超前临时支护技术的研究,分析了目前存在的问题和挑战,并介绍了研究方法和实验结果。
在总结了煤巷快速掘进技术的优势,超前临时支护技术的应用前景,以及本研究对我国煤矿生产的意义。
通过本文的研究,可以为提高煤矿生产效率和安全性提供重要参考,对推动我国煤矿行业的发展具有积极意义。
【关键词】煤巷快速掘进、超前临时支护、研究、方法、问题、挑战、实验结果、优势、应用前景、意义、煤矿生产1. 引言1.1 研究背景煤矿作为我国煤炭资源的主要开采方式,其安全高效生产一直备受关注。
随着煤矿开采深度的不断增加和矿井规模的扩大,煤巷的掘进工作变得越来越重要。
传统的煤巷掘进方法存在着工作效率低、安全隐患多等问题,严重制约了煤矿生产的进展。
为了解决传统掘进方法存在的问题,研究人员开始探讨煤巷快速掘进技术。
煤巷快速掘进技术采用先进的设备和工艺,可以大幅提高掘进速度,减少人工劳动强度,提高作业效率。
为了保障煤巷掘进过程中工人和设备的安全,超前临时支护技术也得到了广泛应用,提高了工作面的稳定性和安全性。
在这样的背景下,本文旨在研究煤巷快速掘进及超前临时支护技术,探讨其在煤矿生产中的应用前景和意义。
通过对现有问题及挑战的分析,结合研究方法和实验结果,以期为我国煤矿生产提供新的技术支持和发展思路。
1.2 研究目的研究的目的是为了探讨煤巷的快速掘进和超前临时支护技术,以提高煤矿生产效率和安全性。
通过研究煤巷快速掘进方法,可以有效缩短巷道的开采周期,提高采煤效率。
研究超前临时支护技术可以保障工人的安全,防止发生地质灾害事故。
目的还在于分析当前存在的问题和挑战,为煤巷快速掘进和超前临时支护提供技术支持和解决方案。
通过本研究的方法和实验结果,可以为我国的煤矿生产提供更可靠的技术支持,推动煤炭行业的进步和发展。
临时支护及永久支护操作方法及步骤1.临时支护(1)掘进机截割后,施工人员进入工作面,站在永久支护下,用敲帮问顶专用工具(长度2.5m、3m、3.5m各一把)敲帮问顶,清除顶帮活煤危岩。
(2)敲帮问顶后,及时前移临时支护装置,严禁空顶作业。
(3)工作面向后前三排锚杆作为前探梁吊环的连接锚杆,吊环间距800mm。
前探梁由后往前套入吊环中,依次将前探梁尾部的吊环移到工作面第二、三排锚杆上,将前探梁移到距工作面正头200mm处。
(4)每根前探梁使用3根吊环,以便前移时接替前行。
吊环螺母拧入长度不小于30mm,且必须露出不少于3螺距。
(5)将木背板摆成“#”字形放在前探梁上,摆平放正结实顶板,木背板间距为1000mm。
附图4-4-1:临时支护图2.金属网片安装(1)将金属网平铺在前探梁背板上,并与已固定的金属网搭接,搭接长度不小于100mm,金属网之间采用14#铁丝每200mm绑扎成“S”型进行绑扎牢固。
(2)人工将金属网托起,在金属网与木背板之间成“#”字形依次均匀布置半圆木,其位置以不影响打锚杆为原则,并用木楔背实。
在前探梁末端,用枕木及半圆木将前探梁与顶板之间的空隙填实结实顶板。
3.顶部锚杆施工(1)采用风动锚杆钻机进行打眼,分别由两名锚杆机司机进行操作。
打眼前必须先敲帮问顶,仔细检查顶帮围岩情况,清理顶帮部活矸活煤,确认安全后方可开始工作。
(2)在施工锚杆时眼位置要准确,眼位误差不得超过50mm,眼向误差不得超过15°。
(3)打眼时,作业人员必须站在支护完好或者有临时支护的顶板下,两人施工,一人监护并准备材料,防止顶板掉矸伤人。
4.帮部锚杆施工(1)施工锚杆孔:采用7655型气腿式钻机按照由上向下施工的顺序,使用长度为3500mm 钻杆施工至设计深度,孔深为3400mm。
(2)安装帮锚杆:使用ZQS-50/1.7S型手持式气动钻机锚注,安装前先将孔内煤岩粉清理干净,然后用锚杆顶住锚固剂至孔底,利用相匹配的套筒进行搅拌,边搅拌边推进,待锚固后再铺设网片,然后进行锚杆紧固,完成安装。
掘进工作面关于临时支护使用的浅析发布时间:2021-06-08T14:13:44.807Z 来源:《基层建设》2021年第2期作者:牛晓韩焦方宇[导读] 摘要:在煤矿井下作业中掘进是极为重要的一部分,特别是对掘进工作面而言,倘若不能够对其及时采取切实有效的临时支护手段,那么很有可能会对煤矿掘进工作面产生直接的影响,从而对煤矿的安全生产进行制约。
陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪二号井陕西韩城 715405摘要:在煤矿井下作业中掘进是极为重要的一部分,特别是对掘进工作面而言,倘若不能够对其及时采取切实有效的临时支护手段,那么很有可能会对煤矿掘进工作面产生直接的影响,从而对煤矿的安全生产进行制约。
为了能够促进煤矿掘进工作的顺利进行,我们一定要对当前煤矿掘进工作面临时支护问题进行深入研究与分析,进而明确相关的支护技术,并制定出对应的处理方案,让煤矿掘进工作面临时支护的水平与质量得到显著提升,最终避免煤矿意外事故的产生。
本篇文章对现阶段煤矿掘进工作面中各种临时支护装置中所存在的一些问题做了简单的分析,希望可以引起相关人员的重视。
关键词:临时支护;煤矿掘进工作面;问题研究一、对煤矿掘进工作面支护进行的阐述对于煤矿掘进工作面支护而言,它在煤矿的安全生产中发挥着极为重要的作用,所以一定要科学合理的进行煤矿掘进工作面支护的解读以及分析。
当前,在对煤矿掘进工作面进行支护时通常会改变周围围岩应力的状态,从而让周围围岩内部的应力发生二次分布,进而让围岩出现变形以及运动,更有甚者还会让掘进工作面发生塌方等现象,最终对煤矿安全的生产产生不利影响。
由于上述情况的存在,我们可以通过科学与合理的布置一些永久以及临时支护来进行解决。
一般情况下,在进行永久支护之前都要先进行临时支护,最大程度的提升掘进工作面安全的系数。
对煤矿掘进工作进行临时支护最主要的一个目的即延缓掘进工作面附近围岩变形以及运动的速度,防止出现顶板的矸石意外掉落等现象。
临时支护1、掘进时,使用单体带帽点柱作临时支护,当顶板松软破碎极易掉顶时,加打超前锚杆支护。
点柱采用1.6m 单体支柱,使用枕木作为点柱帽(规格:1600×150×150mm);锚杆为Φ20×2400mm螺纹钢锚杆。
2、临时支护及超前支护施工工艺:1)、临时支护施工工艺:风镐挖掘出毛断面后,首先进行敲帮问顶,用长度不小于2.5m及以上的长柄工具将危岩活矸或煤块找尽,采用单体带帽点柱临时支护顶板(先连网铺网,再打带帽点柱),然后在其下方打锚杆、锚索。
2)、超前支护施工工艺:先用锚杆机打眼,然后装树脂药,注锚杆,锚杆要求从第一排上方,向上前方打入顶板,Z2350树脂药卷1卷/眼。
3、临时支护及超前支护的要求:使用带帽点柱作为临时支护时,必须有防止点柱滑倒的措施,须在点柱上方使用8#铁丝的一端将其捆牢,另一端系在锚杆或锚索上。
五、循环作业图表:(见附图)六、安全技术措施:1、在施工过程中,严格执行敲帮问顶制度;特别是在风镐挖掘至锚杆支护前的过程中,必须设专人进行观察顶板,发现隐患,立即撤人并进行处理,确认安全后方可继续作业。
2、找顶时必须设一人观察顶帮情况,另设一有经验的工人站在有掩护的安全地点,把危岩活矸或煤块找尽。
3、挖掘时,应先挖巷道上半部分,将顶部挖出足够打锚杆锚索高度(1.0m~1.5m)后,立即进行临时支护,然后再铺网打锚杆锚索。
4、迎头锚杆锚索网支护的巷道高度不得小于2.0m,架棚支护处的高度不得小于设计(即2.6m)。
5、挖掘时,一掘一排(即0.5m),每进一排,必须将顶部金属网、锚杆、锚索、钢带施工完毕,并对锚杆进行二次紧固、锚索进行涨拉后,对帮部进行敲帮问顶后,再继续挖掘下半部分。
6、对锚网支护后,钢带距两帮超过500mm的,必须在肩窝补打点锚杆或锚索,并在锚杆托板下方使用一个托盘(300×300×10mm的铁盘);锚杆或锚索应安装在金属网上。
非拱型掘进工作面临时支护新方法
朱忠平
[徐州矿务集团有限公司垞城煤矿,江苏徐州 221142]
摘要对目前在非拱型掘进工作面常用的临时支护方式存在的问题进行分析,介
绍了一种安全、方便、经济适用的新型临时支护方式。
关键词掘进工作面临时支护方法
锚杆支护作为一种主动的支护形式在煤矿开采中已得到了广泛应用,并逐渐成为井下巷道的主流支护形式。
新掘出的巷道在安设锚杆前必须是实施快速有效的临时支护才能保证不出现空顶状况,因此,正确选择临时支护形式对于加强顶板管理,保证安全生产,实现掘进工作面高产高效有着很重要意义。
在非拱型锚杆支护巷道,目前使用的几种临时支护形式存在着一些既制约生产、且有安全隐患的问题。
为此,我们经过摸索,找到一种比较适应当前非拱型掘进工作面的临时支护形式。
1 传统临时支护形式存在的问题
①吊环式撅顶道,由于该支护形式不能接顶,不能对顶板起直接支护作用,仅能对垮矸起缓冲作用,因此该形式只解决了“支护”中的“护”的问题,而无法解决“支”的问题,对撅顶道下的工作人员不能起到本质的保护作用。
②木顶柱、带帽顶柱或自制带5T升柱器的铁管式安全点柱、用压力防尘水作动力注液的单体液压支柱初撑力不足。
③内注式单体液压支柱操作困难,费时费力,不能及时支护。
④大倾角上山施工时,迎头第一排锚杆受巷道坡度影响不能完全垂直于岩面,支护能力下降,造成迎头冒顶、片帮事故多发,传统方式无法支护此类状况的巷道。
2 本临时支护形式及特点
传统临时支护由于上述问题均因不能及时、有力地控制顶板,而造成顶板下沉、冒顶。
现场实践表明,较好的临时支护形式应该满足以下条件:
①在一定程度上能接顶,对顶板能起一定的支撑作用;
②能够留出足够空间,便于锚杆支护施工;
③临时支护的操作简单;
④在倾斜巷道掘进中也能正常使用。
为此,我们选用一种重量轻,体积很小,工作压力大小型移动泵站,配合单体液压支柱、工字钢梁组成一种新的临时支护形式。
移动泵站配合大行程单体液压支柱扶棚,既起到“护”的作用,又解决了“支”的难题,把“支”与“护”紧密结合。
2.1 本临时支护形式
2.1.1 支护配套器具
泵站:选用QLB36A型轻便节能移动电动泵站,其重量为98kg,外形尺寸1000×560×480(mm),工作压力为0~36MPa。
液压支架:根据巷道高度,选用不同规格型号的外注式单体液压支架。
钢梁:用9#工字钢做钢梁,其长度为两个掘进循环长度,将工字钢加工成长铰接梁,加工时,只需加焊接铰接梁头,不焊接梁尾,以便钢梁滑移。
横梁背板:采用高分子聚合物作背板,高分子聚合物横梁背板规格为背板长度为(顶板倾向长-300)mm,宽度为150 mm,其厚度须根据顶板,当顶板完整时,背板厚度为30mm,顶板破碎时,背板厚度为50mm。
2.2.2 支护方式
顺巷道前进方向,用三根由小型移动泵站配合的单体液压支架架扶长铰接钢梁,形成一个走向棚。
巷道开拓完成一个循环后,在顶板平整时,支架整体卸载向前移动长铰接钢梁既可,当顶板破碎时不移长梁,直接接长度合适的短铰接顶梁,其型号为HJDA-1、HJDA-1.2或HJDA-1.6。
靠上下帮各扶一走向棚,其梁上铺设高分子聚合物横梁背板护顶,组成联合支护。
上、下帮支架的型号要统一。
支护形式如图1、图2所示。
图1 迎头临时支护前状态图
图2 迎头临时支护后状态图
2.2 支护特点
①本临时支护装置操作简单、灵活、安全可靠、移动方便,工作人员可不必在空顶状态下架设临时支护装置。
②支护及时,在放炮后、无须出矸即可进行临时支护。
③支护装置既有“护”的作用,也有“支”性能。
④支护装置适应性较强。
可用不同铰接梁作前探支护,比单纯用长铰接钢梁适应性更强,各种巷道、各种顶板条件、各种地质结构环境都能适应。
⑤支护占空间少,不影响掘进、出矸和正常支护施工。
⑥使用本临时支护对锚固力都有一定的控制作用,有利于施工质量。
3 操作工序
①放炮前,在靠近迎头两帮架设好长铰接钢梁和三根液压支架的走向棚。
为防止放炮崩歪支柱,在紧贴端头第一根柱头后加打一根斜撑向迎头的戗柱,戗柱迎山角30~35°。
支柱全部用14#双股铁丝栓牢在就近的梯子梁上。
②放炮后首先进行敲帮问顶,处理活矸危岩。
如放炮将液压支架崩歪,先将长铰接钢梁后侧两根液压支架打正。
③顶板平整时,用长把耙子扒出够0.6m左右的空间,分别从里向外把两长铰接钢梁等行程卸载约20~30cm,把长梁推至工作面端头;顶板不平时,不卸载移长梁,直接挂一根合适长度的悬臂铰接梁,调节水平楔,使短铰接梁的仰角利于铺设横梁背板和网。
④观察顶板,将横梁背板穿到梁前端,用长把工具从后向前推至迎头。
铺横梁背板时,分别留出约大于第一排、第二排锚杆梯子梁的宽度。
⑤将与一个循环进度面积相同的金属点焊平网或塑料网展开,放置在横梁背板上,用“Y”型长把工具将网推到迎头,留出压茬位置。
⑥在现场领导的统一指挥下,两边同时均匀升起靠迎头的一排液压支架;再升起中间一排液压支架,卸下最后一排液压支架。
⑦出矸,当顶底板高度达到1.8m后,顺次序安装第一、第二排顶锚杆、两帮锚杆。
出矸和安装锚杆完毕后,将卸下的液压支架移至迎头,进行下一循环作业。
⑧如果巷道上山坡度大,出现冒顶片帮时,迎头必须增加安装垂直于巷帮、紧贴顶板的长钢梁棚,梁的长度略短于巷宽。
再架设长铰接钢梁和三根液压支架的走向棚,用手镐刨出液压支架窝,使液压支架垂直顶板。
将迎头刨齐后用木背板背严,再安设顶板锚杆,这样,锚杆得角度才有保证,锚固力才能达要求。
施工中应注意的问题:
①长铰接钢梁和三根液压支架的走向棚尽量紧靠两帮,以防其他设备碰撞而损坏。
④顶板跨度大或较破碎时,增加横梁背板的厚度。
⑤巷道坡度大时,横梁背板增加防滑纹线。
4 效益分析
4.1 安全效益
①使用本临时支护装置可保证工人不在空顶状况下架设临时支护,确保了人身安全。
②实现了超前支护,与其他方式相比,可有效控制顶板离层,缩短了顶板悬露时间,增强了顶板稳定性,预防了顶板事故的发生。
4.2 经济效益
使用本临时支护装置可提高锚杆安装质量,从而提高了支护效果,降低了巷道返修率,同时也提高了劳动生产效率,缓解了接续紧张状况。
5 应注意的问题
①长铰接钢梁和三根液压支架的走向棚尽量紧靠两帮,以防其他设备碰撞而损坏。
④顶板跨度大或较破碎时,增加高分子聚合物横梁背板的厚度。
⑤巷道坡度大时,高分子聚合物横梁背板增加防滑纹。
作者简介:朱忠平男,1966年出生,1997年毕业于中国矿业大学企业管理专业。
现在徐州矿务集团有限公司垞城煤矿生产技术部工作,工程师。
(收稿日期:2007-06-15;责任编辑:黄翔)。