張寶峰

（陽煤集團(tuán)興峪煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽泉 045000）

1 概述

陽煤集團(tuán)興峪煤礦二采區(qū)15202進(jìn)風(fēng)順槽位于采區(qū)西翼，巷道從西軌道巷開口沿15#煤層頂?shù)装寰蜻M(jìn)，15202進(jìn)風(fēng)順槽開口前期50m范圍內(nèi)采用爆破施工工藝，巷道斷面規(guī)格為寬×高=5.2×4.5m，15202進(jìn)風(fēng)順槽頂板存在偽頂，厚度為0.8m，主要以泥巖為主，巷道在掘進(jìn)期間該巖石層隨采隨落，直接頂主要以細(xì)粉砂巖與炭質(zhì)泥巖混合層為主，在掘進(jìn)期間受爆破震動(dòng)影響該巖石層會(huì)出現(xiàn)離層、破碎、局部冒頂現(xiàn)象。15202進(jìn)風(fēng)順槽在開口前期爆破施工時(shí)爆破孔深為2.2m，爆破后茬進(jìn)為1.8m。爆破后施工人員進(jìn)入工作面補(bǔ)打永久支護(hù)，若施工人員在無任何支護(hù)掩護(hù)下補(bǔ)打永久支護(hù)，很容易造成人員傷亡事故。15202進(jìn)風(fēng)順槽爆破后，頂板采用支單體柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，但是爆破后工作面落下的煤矸石較多，采用單體支柱臨時(shí)支護(hù)時(shí)需人工清理矸石后方可支柱，不僅加大了支柱難度，還降低巷道掘進(jìn)效率，臨時(shí)支護(hù)效果差，而且支柱支設(shè)完后影響施工錨桿、錨索、鋼帶等工序。

掘進(jìn)二隊(duì)技術(shù)人員通過分析研究，設(shè)計(jì)了一套絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)，并在巷道施工中得以應(yīng)用，實(shí)踐證明取得了顯著成效。

2 絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)組成

（1）絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)主要由橫梁、前探縱梁、吊環(huán)、絲杠等部分組成，如圖1所示。

（2）15202進(jìn)風(fēng)順槽寬度為5.2m，巷道頂板采用長度為5.0m“JW”型鋼帶，每根鋼帶穿插六根錨栓，錨桿間距為0.9m，所以設(shè)計(jì)橫梁長度為4.8m，橫梁采用12#槽鋼制成，每根橫梁焊制三個(gè)直徑為100mm的圓孔，圓孔之間間距為1.8m，共計(jì)三根橫梁?？v梁長度為4.0m，縱梁同樣采用12#槽鋼制成。

圖1 掘進(jìn)工作面絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)剖面圖

（3）超前支護(hù)吊環(huán)主要由厚度為4mm扁鐵制成，吊環(huán)高度為150mm，寬度為12mm，長度為200mm，吊環(huán)成“口”字型，在距吊環(huán)兩側(cè)下方30mm處各焊制一個(gè)直徑為50mm的圓孔，在圓孔內(nèi)穿插一根長度為250mm鋼管，如圖1所示,每根橫梁吊掛三個(gè)吊環(huán)，共計(jì)九個(gè)吊環(huán)。

（4）絲杠主要由頂帽及絲杠柱組成，頂帽長度及寬度為100mm，高度為80mm，絲杠柱高度為200mm，直徑為70mm，絲杠穿插在橫梁上，每根橫梁穿插三根絲杠。

3 絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)工作原理

（1）15202工作面爆破后施工人員將三個(gè)吊環(huán)掛在距工作面第三根鋼帶上，第一吊環(huán)吊掛在鋼帶第一根錨桿上，第二吊環(huán)吊掛在鋼帶第三根錨桿上，第三吊環(huán)吊掛在鋼帶第五根錨桿上，吊環(huán)吊掛后進(jìn)行預(yù)緊確保吊環(huán)吊掛牢固，如圖2所示。

（2）第一排吊環(huán)吊掛后開始吊掛第二排吊環(huán)，第二排吊環(huán)吊掛在距工作面第二排鋼帶上，第三排吊環(huán)吊掛在距工作面第一排鋼帶上，且吊掛工序與第一排吊環(huán)工序相同。

（3）三排吊環(huán)吊掛后分別在每一排吊環(huán)內(nèi)穿插一根橫梁，橫梁穿插后在橫梁三根圓孔內(nèi)擰上絲杠，絲杠擰完后必須確保前后排絲杠在同一條直線上。

（4）在三根橫梁上垂直平放三根前探梁，前探梁槽口朝下且與絲杠頂帽接觸嚴(yán)實(shí)，將前探梁前段推至工作面空頂處，然后將每個(gè)絲杠順時(shí)針擰轉(zhuǎn)直至前探梁與頂板接觸，若空頂處頂板不平應(yīng)采用剎頂木將前探梁與頂板背緊，如圖2所示。

（5）當(dāng)工作面爆破后將前探梁及時(shí)推至工作面端頭并確保前探梁緊貼頂板后，開始施工永久支護(hù)，當(dāng)頂板進(jìn)行鋪網(wǎng)或上鋼帶時(shí)將前探梁適當(dāng)往后推移，施工人員站在前探梁下方進(jìn)行補(bǔ)打支護(hù)。

（6）為防止爆破造成前探梁損壞，當(dāng)?shù)谝徊缰ёo(hù)施工完后開始爆破掘進(jìn)第二茬時(shí)，將前探梁后移至距工作面2m處，爆破后再將前探梁移至工作面。

（7）由于15202進(jìn)風(fēng)順槽爆破茬進(jìn)為1.8m，爆破后第三排吊環(huán)距工作面為3.6m,而前探梁長度為4.0m，若此時(shí)直接將前探梁推移至工作面因前探梁長度不足無法支護(hù)頂板空頂處需前移一排吊環(huán)，可將第一排吊環(huán)移至距工作面第一排鋼帶上，依次類推。

圖2 絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)平面示意圖

4 優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用效果

（1）絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)與傳統(tǒng)的單體柱支護(hù)相比，它具有質(zhì)量體積小、便于操作、成本低、臨時(shí)支護(hù)效果好等優(yōu)點(diǎn)。

（2）絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)在應(yīng)用階段還存在一些不足，頂板不平時(shí)超前支護(hù)效果相對(duì)較差，爆破時(shí)前探梁破壞相對(duì)嚴(yán)重等。

（3）通過對(duì)絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)試用六個(gè)月現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，在采用該臨時(shí)支護(hù)時(shí)施工永久支護(hù)未發(fā)生一起人員傷亡事故，有效保證了巷道爆破后支護(hù)施工安全，大大提高了頂板支護(hù)效率及掘進(jìn)速度，可為煤礦節(jié)約勞動(dòng)費(fèi)用、設(shè)備成本費(fèi)用、設(shè)備維修費(fèi)用等30萬元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、安全效益。

5 結(jié)束語

陽煤集團(tuán)興峪煤業(yè)有限責(zé)任公司掘進(jìn)二隊(duì)在爆破掘進(jìn)15202進(jìn)風(fēng)順槽時(shí)，采用絲杠式可移動(dòng)前探梁超前支護(hù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單體柱支護(hù)，徹底解決了單體柱作為臨時(shí)支護(hù)時(shí)支護(hù)效果差、爆破后支護(hù)難度大、支護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度大等難題，采用支護(hù)后降低了空頂處頂板冒頂機(jī)率，保證了永久支護(hù)施工安全，提高了巷道掘進(jìn)效率，得到了礦及集團(tuán)公司一致認(rèn)可，并在其他礦推廣應(yīng)用。