淺談邢臺礦前探樑式臨時支護的應用

淺談邢臺礦前探樑式臨時支護的應用

（狄磊冀中能源股份有限公司邢臺礦技術規劃科）

摘要：

冀中能源股份有限公司邢臺礦掘進工作面在機載臨時支護不能正常使用的前提下，不斷改進金屬前探樑式臨時支護方式，有效地控制頂板事故發生，從基礎杜絕了頂板傷人事件，取得良好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：前探樑鉸接樑臨時支護

正文：

一、概況

通過對礦區近幾年各類事故情況分析，發現頂板事故所佔比例大，巖巷掘進頂板事故在煤礦事故中佔居前列,冒頂事故對礦井安全生產危害極大。因此，從多角度和深層次剖析研究冒頂事故發生的原因，認爲，冒頂事故的發生，一般與礦山地質條件、生產技術和組織管理等多方面因素有關，其中自然地質環境和惡劣的地質條件是孕育慘痛頂板事故的根源。頂板事故的形成過程 (或條件 )：煤炭在地下開採 ,直接受上覆岩層壓力的影響。因開拓、掘井或採煤 ,破壞了原有地層的平衡狀態 ,造成礦山壓力分佈不均勻。這種分佈不均勻的壓力作用在巷道或回採工作面及四周的煤、巖體上 ,一旦超過巷道或頂板的支撐力 ,頂部或幫部煤體或巖體冒落下來，造成傷人事件發生。科學合理地開拓設計、佈置巷道，在充分查清礦區地質條件的基礎上，井巷工程設計過程中，要避免在地質構造線附近佈置巷道，因爲垂直於地質構造線方向的壓應力最大，是巖體產生變化和破裂的主要因素。要避免在斷層、節理破碎帶、泥化夾層等地質構造軟弱面附近佈置巷道。圍巖的次生應力與原巖應力和側壓係數有關，應將巷道佈置在頂板壓力不會太集中，頂板穩定性較好的部位。

總結規律，找到一種“科學預測，超前預報，事先防範”的預防頂板事故途徑，以期在實踐中正確指導煤礦安全生產工作。

如何有效控制頂板，防止頂板事故，仍是當前急需考慮的問題。通過一年來實踐，冀中能源股份有限公司邢臺礦掘進工作面在機載臨時支護不能正常使用的前提下，不斷改進前探樑式臨時支護方式，有效地控制頂板事故發生，從基礎杜絕了頂板傷人事件，取得良好的經濟效益和社會效益。

二、前探樑式臨時支護參數及操作方法

1、邢臺礦前期使用臨時支護方式

採用兩根吊掛前探支架做爲臨時支護。前探樑採用12#礦用工字

鋼或π型鋼製作，長度大於3.0m,用吊環或卡子固定在錨杆或工字鋼棚樑上。每根前探樑有2個固定點，前探樑到迎頭的端面距不得大於0.3米。前探樑上方使用專用大板、半圓等接頂，超前支護距兩幫端面距不超過0.3米。吊環的強度要與前探樑的強度相匹配。上吊環的錨杆必須留有40～100mm的絲扣，以保證吊環的牢固。吊環必須全部上入錨杆，要求上緊上牢上滿絲；在前探樑臨時支護掩護下，再進行其他工作。

2、邢臺礦當前使用臨時支護方式

（1）工字鋼支護臨時支護方式

架棚巷道採用3個相互連接的鉸接樑，使用卡子與工字鋼固定，長度3米，共兩排。前探樑上使用半圓木或大板接頂，前探樑必須及時跟頭。掘進機割出一個循環後，使截割頭落地，閉鎖截割部電機，斷開掘進機上的電源和磁力啓動器的隔離開關。然後操作人員站在正式支護下，用長柄工具處理乾淨頂幫活矸（煤），並進行敲幫問頂。確保無問題後，人員站在正式支護下，在迎頭最裏掛聯一片頂網，前移前探樑，前移前探樑時，必須有專人監護頂板及煤幫。使用半圓木或木墩將大板後部接頂，使大板前部與頂板接觸，頂板維護好後，撤出迎頭所有人員，將掘進機退出迎頭以外，使截割頭落地，閉鎖截割部電機，斷開掘進機上的電源和磁力啓動器的隔離開關。方可由外向裏進行支護，支護時先載兩邊柱腿，上樑時先上一頭，後上另一頭，上每一頭都要調整棚腿山勢，並設專人觀山。棚子支護完畢後，進行頂幫裱褙，上拉鉤、防倒器。

（2）錨網支護臨時支護方式

臨時支護前探樑由工字鋼改爲採用鉸接可調式前探樑，該前探樑由接頂樑、移動樑、固定託件、託網件、調解螺栓、固定銷、強力磁鐵等組成，長度爲2.78米，使用方法爲掘進機割完煤之後，旋轉調解螺栓，下調接頂樑至適宜上網的角度，將聯接好的鋼帶和網整體通過強力磁鐵或者銷子固定在接頂樑上，並調整位置，然後前移前探樑至合適的位置，將後面的固定託件前移，並固定在前一排錨杆上，旋轉調解螺栓，使接頂樑升起將鋼帶升起將鋼帶、頂網托起緊貼頂板，最後進行頂錨杆打眼工作，前探樑必須跟頭使用。

錨網巷道使用臨時支護時，應注意以下幾點:一是要保證錨杆的錨固力達到設計要求;二是吊環上的螺孔時間長了會滑絲或咬絲，應該隨時注意及時更換，或擴大螺孔後換上合適的螺帽來解決這個問題。

三、當前使用前探樑式臨時支護的比較分析

1、使用架棚支護時，機組結束割煤後，挖柱窩、豎腿工作需要在臨時支護下進行，所使用的兩根前探鉸接樑臨時支護主要集中在巷道的中部，前探樑到兩幫煤壁的支護效果差，護頂不嚴。在施工過程中，有時出現掉碴傷人。當兩幫豎好腿後，上樑時，前探樑上的大板、半圓因接頂影響上樑，需回收前探樑。在上樑過程中，臨時支護已經失效，包括背幫背頂。

2、使用錨網支護時，使用的臨時支護效果較好。機組在割煤結束進行敲幫問頂後，直接將綁有鋼帶的頂網放在前探樑上，然後旋轉調解螺栓，使接頂樑升起將鋼帶升起將鋼帶、頂網托起緊貼頂板，開始打靠兩幫的頂錨杆，施工都在臨時支護下進行，安全可靠性較好。

四、改進方案

1、適當加長前探樑上背板的長度，儘量延伸到巷道兩幫，增加臨時支護面積，確保作業人員安全。

2、在臨時支護之間留一定的位置，把棚樑放在前探樑上方的預留位置處（錨網支護巷道把鋼帶網片放在前探樑上方的預留位置處），然後進行臨時支護，在兩幫豎好腿後，將棚樑與棚腿合好口，背緊背牢幫後再去掉臨時支護進行背頂，去臨時支護可一半一半的進行，這樣比原來的方式安全可靠，確保作業人員的安全。

五、存在問題

1、前探樑的強度問題，無論是架棚巷道還是錨網支護巷道，都需要用固定卡子固定在棚樑或頂錨杆上，前探樑和固定卡的製作（包括所使用的材料和材料之間的焊接），這都需要有一定的強度，如果強度達不到要求，將會給安全工作帶來隱患。

2、當地質條件發生變化，空頂嚴重時，架棚巷道背頂工作量大，危險性較大；錨網支護巷道頂板高低不平，前探樑不宜使用，需做長短不一的前探樑固定卡。

六、結論

通過近一年的使用鉸接樑式前探樑臨時支護，該超前支護操作簡單易行，安全性高，能夠有效控制頂板事故發生，降低頂板事故傷人事件的發生，該前探樑臨時支護方式仍需要不斷改進，增加材料強度和對地質條件變化的適應性。

作者簡介：狄磊，男，1985年1月出生，河北省河間市人，冀中能源股份有限公司邢臺礦技術規劃科主管科員，工程師。