切眼亮面支护新工艺的研究与应用探讨

祝德胜+李玉忠

摘 要 开滦集团东欢坨矿2392掘进工作面是中央南一采区（-500水平）9煤层首采工作面，同时根据公司回采衔接，2392回采工作面为2013年主力工作面，衔接工期十分紧张。为考虑到切眼安装液压支架提供有力的条件，实现“五位一体，无缝衔接”的理念。在切眼支护上进行了大胆革新，采用这种新型支护方式。文章简要介绍切眼亮面支护新工艺的研究与应用。

关键词 煤矿开采；切眼亮面支护；新工艺

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0148-01

针对开滦集团东欢坨矿9煤层顶板具有十分破碎、易冒的特点，掘进施工采取由上向下（即从风道向运道方向施工）的施工方法，便于顶板管理，保证人身安全。支护方式打破原来因不能采用锚网支护而被迫采用“水柱+托梁”支护亮面的传统工艺，采用一种新型的异型平顶支架进行全断面支护。目的是解决掘进亮面过程中顶板隐患及大断面整体连锁支护问题，同时大幅提高安装效率及安全系数，达到“三按”管理要求中掘安工序间的无缝衔接，从而降低整体工程的综合成本。

1 项目背景

东欢坨矿9煤层顶板为深灰色粉砂岩，顶板分级介于Ⅲ类至Ⅳ类之间，层理、节理发育，伪板厚度在0.5 m～2.5 m之间，局部极其易碎、具有随掘随大面积冒落的特点，大断面（14 ㎡或以上）巷道不适合采用锚网支护，主要是由于其相对架棚支护时间长，进而在支护过程中，伪板不断冒落而影响人员安全及继续支护施工。我公司在以往中央及北一采区9煤层亮面都是采用“水柱+托梁”的支护方式，巷道断面整体宽度局限在5.8 m，导致液压支架不能一次安装到位，需分体安装，同时在安装过程中需频繁回撤、补打水柱，一是对顶板支护极为不利，二是大幅增加了安装过程的工作量，严重影响安装效率。鉴于以上两种支护方式都存在严重不足之处，经技术部研究设计，借鉴其他矿的支护经验，设计了一种新型的25U平顶拱异型特大断面支架，来在切眼掘进及后期亮面过程中进行全程支护。

25U平顶拱异型特大断面支架是我矿在原有支护巷道的基础上研究出来的新的支护形式。通过参考《巷道U型钢可缩性支架辅助支架手册》及软岩巷道支护等的数据分析、公式计算等方法对此平顶拱异型支架进行支护强度验算，验算结果满足切眼顶板载荷集度的要求。意义：①解决9煤层大断面支护难题，消除支护安全隐患；②提高工作面支架安装效率30%以上，达到掘安工序无缝衔接；③降低准备工作的综合成本。

2 项目的研究及实施

针对东欢坨矿9煤层煤质酥软，顶板破碎、易冒等特点在无法进行锚杆工艺施工时，如何保证切眼的亮面工作，同时为考虑到切眼安装提供有力条件的前提下，保证切眼扩面施工快速、安全的进行。

2392工作面煤层倾角21°，采取从上向下施工，顶板掉块掉向迎头不会危及人身安全。同时采取平顶拱异型支架，一次掘全宽，缩短工期，又免去替板、水柱扩面的繁琐工序。

25U平顶拱异型支架利用废弃的25U棚子进行改造，实现废物利用，节能降耗的目的；一次掘全宽实现一次成巷施工，节省施工时间，保证衔接进度；从上向下施工，改变施工的顺序，最大限度的保证人员的人身安全。

2.1 项目实施进度安排

2013年2月份进行设计出图、加工制造、措施审批。

2013年3月6日-4月5日初掘切眼施工，支护断面4.3 m×2.6 m（宽×高），工程量180 m。

2013年5月21日-6月10日对切眼进行扩面施工，最终断面7 m×2.6 m（宽×高），工程量180 m。

2013年7月1日-7月31日完成工作面三机配套安装。

2.2 效益分析及工程预算

1）利用废旧25U型钢改造支架，减少投入，节省材料费创效3000×180=54万元。

2）相比原来支护方式，减少大量木料投入，水柱租赁费，累计创效16万元。

3）安装工期提前15天，效率提高33%，节省安装人工100工/天×30天×2×33%=1980工，节省人工成本：1980×110=21.78万元。

4）保证大断面巷道支护安全，施工过程零伤害，安全可控程度高。

综上，该工程可累计创效54+16+21.78=91.78万元。

3 安全技术措施

每班开工前，班长首先对施工所管辖范围内进行安全确认，发现问题后立即处理，确保无安全隐患后方可开工，同时将上一班的卡缆螺母全部重新紧固一遍。正常掘进炮掘时，严格按后附爆破图表中相关内容执行。锁口支架架设好后上顶及两腮角必须与抬棚插梁用方木、半圆撞楔等坚硬木料等搭好茬并插严背实，并用方木砍壳将锁口支架正顶与抬棚插梁支撑牢固。开口扒门时加强顶板管理，控制好上顶；如遇上顶抽冒时必须打好超前撞楔超前控顶，并用大链将锁口支架正顶与抬棚插梁拴绑牢固。

掘进机工作前，司机必须与现场作业人员打好招呼，确认无危险后再开机。出煤时，掘进机司机严禁离开操作台，不出煤或人员经过时，司机必须将掘进机开关打零位，防止误动作伤人。拐掘进机前，先将迎头各种设备及管线挪到后路不影响拐机器的地方靠帮挂好。炮后或掘进机截割完断面，随时进行找掉工作，找掉人员必须站在后路安全地点戴好手套使用专用的找掉工具，现场班长亲自负责找掉观山工作。上梁时，必须配齐人力，互叫互应，由班组长负责观山工作；接腿时，掘进机司机不许离开操作台，其他人员严禁从梁下穿行。使用前探梁进行临时支护上梁前，必须提前串好前探梁。

上好棚梁后立即用小板将上顶插严背实，严禁空顶作业。使用风动扳手前必须检查管路连接情况，管路连接使用专用U型销连接，防止脱扣伤人。施工中，随时检查溜子信号是否灵敏可靠，机头、机尾压柱是否齐全有效并拴牢。若使用掘进机当脚手架时，掘进机必须打零位，同时掘进机截割头探入迎头煤壁中，并设专人看护，防止误动伤人。

施工中加强巷道防尘与瓦斯管理，保证风筒、探头等完好并按要求吊挂好，通防工每天对巷道进行洒水灭尘工作。看风机人员必须专兼职风机司机，每班必须做好切换试验，并严格执行现场交接班制度。施工中，当班班长或管技人员要密切关注水文、地质、瓦斯及顶板情况，若发现以下异常情况，立即停止施工，并及时撤出人员，待补充相关的技术措施后方可施工。

参考文献

[1]周益文.煤矿工作面安全回采情况分析与对策[J].四川建材，2011（03）.

[2]孙涛，王其洲.端头支护的定性改进[J].陕西煤炭，2010（06）.endprint