浅谈金属前探支护在架棚及锚网支护巷道中的安全作用.pdf

1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 浅谈金属前探支护在架棚及 锚网支护巷道中的安全作用 路振刚 潞安矿业集团公司 五阳煤矿 山西长治046205 [摘 要] 对金属前探支护在架棚及锚网支护巷道中的安全作用进行了全面分析,提出了改进 方案和存在问题,确保了金属前探支护的安全作用。 [关键词] 金属前探;支护;安全 [中图分类号] TD353 [文献标识码] B [文章编号] 100626225 2005 0220059202 A si mple discussing to the protective function of fore2extended metallic support in roadway with shelves or bolt2mesh supporting [收稿日期] 2005 - 02 - 04 [作者简介]路振刚1963 - ,男,山西长治人,助理工程师, 1984年毕业于北京煤炭工业学校,现从事煤矿生产管理工作。 煤矿安全规程 第41条规定掘进过程中, 严禁空顶作业。无论是架棚巷道,还是锚杆支护巷 道,在进行永久支护前都必须设置临时支护。 金属前探临时支护在起护顶安全作用的同时, 也达到了严禁空顶作业的目的。 1 金属前探支护结构 金属前探梁采用3根直径不小于70mm,长度 不小于310m的钢管,均匀布置并垂直于工作面, 架棚巷道用3副前探梁卡用10mm钢板制作固 定在永久支护上,完成临时支护;锚网支护巷道固 定卡采用M24mm的螺母配合厚度不小于10mm钢 板焊接而成,拧紧在锚杆外露螺纹部分,完成临时 支护。 2 金属前探支护强度 211 顶压计算 掘进工作面空顶范围内的顶压,可根据松散介 质理论计算 P k /fa 2γ 式中,P为顶压,kN /m;f为冒落拱范围内顶板岩 石硬度系数,f值取5;k为顶压系数,中硬岩取k 4 /3;a为巷道跨度之半,a119m;γ为冒落范 围内顶板岩密度,取 γ 25kN /m 3。代入上述值 得 P24107kN /m 212 前探梁承受载荷计算 由于掘进工作面使用3根金属前探梁,则每根 前探梁所承受的载荷为P/3,即8102kN /m,掘进 工作面的最大控顶距b为110m,这样,每根前探 梁上的线载荷qP /3b8102kN。 213 前探梁强度计算 前探梁的力学模型可简化为悬臂梁,可计算出 前探梁的最大弯距Mq/2b 8102 /2110 4101kNm,前探梁承受的最大应力为 σM /W, 其中W为前探梁的抗弯模量,经计算W 2518 10 - 6m3则 σ4101 / 251810 -6 15514MPa 而钢管的许用应力[σ] 180MPa,所以前 探梁的强度满足要求。 3 工艺流程 311 架棚巷道工艺流程 割煤结束 → 加固5m支架 → 敲帮问顶 → 前探梁 进行临时支护 → 竖腿 → 去掉临时支护 → 上梁 → 背帮 背顶。 312 锚网支护巷道工艺流程 割煤结束 → 敲帮问顶 → 上钢筋托梁网 → 移前探 梁 → 联网接顶 → 打顶帮锚杆 → 去掉接顶 → 打中间锚 杆。 4 架棚和锚网支护巷道金属前探梁作用比较 架棚巷道使用金属前探临时支护的最大控顶距 如图1所示。 从图1可以看出,机组在割煤结束后,挖柱 窝、竖腿工作需要在临时支护下进行。所使用的3 95 第10卷 第2期总第63期 2005年4月 煤 矿 开 采 CoalMining Technology Vo1110 No12 SeriesNo1 63 April 2005 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. a最大控顶距剖面;b最大控顶距平面 图1 架棚巷道前探梁支护最大控顶距 根金属前探梁临时支护,主要集中在巷道的中部, 前探梁到两帮煤墙的支护效果较差,护顶不严。在 施工过程中,有时出现掉渣伤人。当两帮竖好腿 后,上梁时,前探梁上的木背板因接顶影响上梁, 需回收前探梁。在上梁过程中,临时支护已经失 效,包括背帮背顶。在架圆木梯形棚中,这种临时 支护效果更差,因圆木粗细不一致,前探梁卡需要 大一些,这样固定可靠性较差,且离顶板较高,临 时支护绞顶工作量较大。这种临时支护是一种被动 支护,没有一定的初撑力,有时绞顶不严,顶板会 出现离层现象,安全可靠性较差。 锚网支护巷道使用金属前探支护最大控顶距如 图2所示。 a为最大控顶距剖面;b最大控顶距平面 图2 锚网巷道前探梁支护最大控顶距 从图2可以看出,机组在割煤结束进行敲帮问 顶后,直接将绑有钢筋托梁的顶网放在前探梁上, 然后用刹杆在网下将顶托住,开始打靠两帮的顶锚 杆,靠两帮的顶锚杆打设好后,已起到一定的护顶 支护作用,再逐步去掉前探梁打设中间锚杆。这 样,施工都在临时支护下进行,安全可靠性较好, 况且在顶板较差的情况下,还可以打超前锚杆管理 顶板,起到较好的安全作用。 5 改进方案 1适当加长木背板的长度,尽量伸到巷道 两帮,增加临时支护面积,确保作业人员的安全。 2在临时支护之间留一定位置,把棚梁放 在前探梁上方的预留位置处锚网支护巷道把托 梁网放在前探梁上方的预留位置处 , 然后进行临 时支护,在两帮竖好腿后,将棚梁与棚腿合好口, 背紧背牢帮后,再去掉临时支护进行绞顶,去临时 支护可以一半一半的进行,这样比原先安全可靠, 可确保作业人员的安全。 6 存在的问题 1前探梁的强度问题。无论是架棚巷道, 还是锚网支护巷道,都需要用固定卡固定在永久支 护上,前探梁和固定卡的制作包括所使用的材 料和材料之间的焊接 , 这都需要有一定的强度, 如果强度达不到要求,将会给安全工作带来隐患。 2当地质条件发生变化高顶严重时,架棚 巷道绞顶工作量大,危险性较大;锚网支护巷道顶 板高低不平,前探梁不宜使用,需做长短不一的前 探梁卡。 [责任编辑邹正立] 平顶山煤业集团治理塌陷地见成效 平煤集团领导班子重视搞好环境保护,健全组织机构,配备人员,狠抓落实,在循环经济上做文 章,对平煤集团矿区塌陷地进行复垦治理,并取得显著效果。截止2004年11月底,累计复垦治理塌 陷地730hm 2 以上。这些塌陷地经过治理以后,全部还农复耕、造林、养鱼,产生了良好的经济效益 和社会效益。 据了解, 40多年来,由于矿井开采,累计造成平顶山矿区土地塌陷面积近933hm 2。平煤集团通 过不断探索,走出一条可持续发展之路,“ 一疏、二平、三改造 ”就是平煤集团公司复垦治理塌陷地 的主要方法。据介绍,从1992年至今,平煤集团公司累计投入资金1116亿元治理塌陷地,每年都有 53hm 2 和66hm 2 的塌陷地得到复垦。 王树坪 06 总第63期煤 矿 开 采2005年第2期