回采巷道快速掘进技术研究与应用

2012-05-03杨宗义符大利

中国煤炭工业 2012年1期

文/杨宗义符大利

回采巷道快速掘进技术研究与应用

文/杨宗义符大利

掘进工作面临时支护的安全问题是长期困扰煤炭生产的技术难题，由于巷道掘进后顶板不能及时得到有效的支护，经常会造成顶板掉矸伤人事故。

在黄陵一号煤矿井下试验的是ZJC2×800/21/30型交错式掘进超前支护装置。为了能够更好地运用好此套设备，黄陵一号煤矿生产部、机电部组织全体工程技术人员对超前支架使用进行跟班，现场协助区队处理碰到的问题，并针对超前支架厂家的设计缺陷及结合黄陵一号煤矿现场使用条件进行了技术改造，最终满足现场使用效果。

一、超前支护装置介绍及使用过程

1.超前支护装置的适用条件

（1）试用巷道掘高范围为2.6～3.3m（标高2.7m），宽度范围为4.4～4.6m。

（2）作用于装置上的顶板压力不能超过1760KN。

（3）适用巷道走向倾角不大于10°，异形巷道顶板倾角大于5°。

2.超前支护装置的组成

ZJC2×800/21/30型交错式掘进超前支护装置主要由金属结构和液压元件系统组成。金属结构有：横梁、顺梁、前梁等。液压元件主要有：立柱、各种千斤顶、液压控制元件（单向阀、安全阀）、液压辅助元件（胶管、弯头、三通等）等。

超前支护装置的总体布置图

3.使用过程

该装置外形尺寸符合井下掘进顺槽的尺寸，外侧宽度4.1m，内侧宽度3.76m，最低支撑高度2.3m，最高支撑高度3.5m；该装置由立柱、千斤顶、前梁、顺梁、横梁等组成，由液压系统控制能实现自移行走和各种动作。在此装置下，能够保证掘进工作面的作业人员和掘进机始终处于安全状态，并实现了掘进—临时超期支护—永久支护的衔接过渡。

每循环过后，清煤工先清理立柱周围的浮煤，待浮煤清净后，泵站工开启泵站，待压力达到规定值后，在跟班队长统一指挥下，由移架工控制操作阀进行：降架、升1、3#立柱、前移、降1、3#立柱、升架接顶、降架、升2、4#立柱、前移、降2、4#立柱、升架接顶，当支架距迎头1米处时停止移架。在移架过程中，其中一组始终处于接顶状态，更好地保持了顶板的稳定性。

二、超前支护装置的使用效果

1.提高循环进度

使用该超前支护装置后，回采巷道每循环进度为5m，锚索梁距工作面最大距离不能超过25m，帮锚、帮网紧跟支架后，在满足上述支护要求、设备、系统安全可靠的前提下，每班进尺能达到10m，日进尺达20m。

2.提高月度进尺

使用该装置后，可加快回采巷道掘进进度、提高掘进工作面单进水平，对于缓解黄陵一号煤矿采掘接续紧张的被动局面具有重要意义。

3.增加了安全性

该装置整体为框架式结构，总长约7.26m左右，可以保证掘进机机身、司机完全掩护在该装置下且不受破碎顶板的威胁；锚杆等永久性支护作业时，作业人员始终处于超前支护顶梁下方，作业空间大且安全程度高；移架步距大，为整体排式，强度好，性能可靠，可及时支护因片帮暴露的顶板或掘进机掘进后新暴露处顶板。立柱初撑力为11.7t，可以缓解顶板的下沉，对顶板管理有利。

4.改进钻场的施工工艺

使用该装置前，区队单班可实现：顺槽掘进 4m（一循环），并在迎头施工一个钻场，原钻场断面为宽×深=5m×4m，受限于钻场断面，原钻场只能采用炮掘施工。施工一个原钻场，消耗支护材料：30套顶锚杆、26套帮锚杆、两套锚索梁（梁长4.6m，一梁4索）。

使用该装置后，区队单班可实现：顺槽掘进5m（一循环），并在装置后方，机掘施工一个钻场，新钻场断面为宽×深=5.5m×4m。新施工的钻场共消耗20套顶锚杆、33套帮锚杆（为了更好起到护帮作用，帮锚杆由原先的“2—1”布置改为目前的“3—3”布置）、两套锚索梁（梁长4.2m，一梁3索，梁长2m，一梁2索）、1根单锚索。

使用前与使用后对比：减少了支护材料的消耗，减少了火工品的使用及火工品对人身安全的影响，降低了工人的劳动强度。

5.循环利用，节约成本

该套超前支护装置可以在一个掘进工作面完成之后，而继续利用到下个掘进头，可以循环使用，大大节约了临时支护成本。