液压抬棚在十字头中的应用分析.pdf

2 0 1 3 年第6期 中州煤炭 总第 2 1 0 期 液压抬棚在十字头中的应用分析 张拴 亮 河南大有能源硅份有限 公司杨 村煤 矿， 河南渑 池 4 7 2 4 3 1 } 摘 要 为 了解决巷道的咽喉部位十 字头变形快、 扩修次数 多的问题 ， 采用工程类 比、 变形监测方法对 多种支护 方案进行经济技术 比较 ， 提 出十 字头采用 工字钢梯 形棚 锚 网索复合 支护 中辅加 液压抬棚 加 固的方法。实 践表明 ， 十字头的变形得到 了控制 ， 取得 了良好 的支护效果 ， 确保 了矿井的安全生产。 关键词 十字头； 液压抬棚 ； 压力显现 中图分 类号 T D 3 5 3 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 3 0 6 0 0 4 70 2 杨村煤矿属国有大型煤矿 ， 矿井开拓方式为一 对主 、 副斜井 ， 一个副立井 ， 单水平上 、 下山分区式开 拓 ， 主井采用一对 9 t 箕斗双钩提升煤炭 ， 副斜井上 下物料 ， 副立井上下人员 ； 采煤方法为单一走 向长壁 式 或倾 斜分 层走 向长 壁 式 ， 采 用 全 部 垮 落 法 控 制 顶 板 ， 分区抽出式通风。该矿 于 1 9 7 0年 6月 1 9日动 工建 井 ， 1 9 7 5年 l 0月 1日投产 ， 设 计生 产 能力 6 0万 t ／ a ， 后经矿井技 术改造扩建 ， 核定生产能力 为 1 7 0 万 t ／ a ， 2 0 1 2年 生产 原煤 1 2 2 ． 6万 t 。 1 十 字头概 况 十 字头 处位 于杨 村煤 矿 1 3采 区轨 道延 伸巷 内 ， 平均埋深 4 5 0 m， 东邻 1 3采区下部胶 轨联络巷 ， 西 毗 1 3采 区延伸车场 图 1 ， 十字头跨度达 7 m， 支护 较困难。十字头采用了传统的工字钢梯形棚 锚网 索复合支护 ， 上下 四抬棚为 4 ． 0 m 3 ． 0 m工字钢梯 形棚 ， 中间为 6对 1 2根 8 m长 的工 字 钢 穿 杆 ， 采 用 2 2 mm2 ． 2 m 等 强 树 脂 锚 杆 ， 锚 杆 间排 距 均 为 0 ． 6 m； 中间辅以锚索加强支护， 锚索长为 6 1T I ， 间排 距 均 为 1 m。 由于受 东 翼 D 1 3 1 5 1 、 D 1 3 1 7 1综 放 工 作 面 采 动 影响及西翼 D 1 3采 区延 伸车场掘进工作 面掘进影 响 ， 十字 头压 力 显 现 明显 ， 巷 道 变 形 量 较 大 ， 3个 月 内巷 道顶底 板 收敛 量 累计达 8 0 0 m m， 已经 影 响 了矿 井安全生产， 不能满足使用要求 ， 成为矿井生产的安 全隐患 ， 需进行扩修 。 收稿 日期 2 0 1 3一 O 1 2 7 作者简介 张拴亮 1 9 8 5 一 ， 男 ， 河南安 阳人 ， 助理工程 师 ， 2 0 0 8年 毕业于河南理工大学 ， 现从事煤矿 开掘技术 工作 。 图 1十字头平面示意 2扩修支护方案分析及确定 十字头进行扩修后仍采用工字钢梯形棚 锚 网 索复合支护。①优点 施工工艺简单 ， 施工单位易于 进行扩修。②缺点 巷道变形速率大 ， 需经常进行扩 修， 扩修次数越多 ， 对巷道围岩造成破坏越大 ， 巷道 变形速率越大 ， 会造成恶性循环。 1 十字头采用工字钢梯形棚 锚网索复合支 护， 十字头 的每对 穿杆 中间辅 以锚 索梁进行加 固。 ①优点 施工工艺相对 简单 ， 施 工单位便 于进行 扩 修 ； 巷道变形得到了一定的控制。②缺点 施工投入 加大 ， 中 间需 多打设 2 4根锚 索加 固， 每根 锚索 约 3 0 0元 ， 工程费用 7 2 0 0元； 若十字头再进行扩修 ， 由 于巷道顶部锚索数量多 ， 需进行截断， 并进行重新补 打， 锚索打设难度会增大。 2 十字头采用工字钢梯形棚 锚网索复合支 护 ， 十字头端角处加液压抬棚进行加 固， 液压抬棚型 号为 Z T 2 4 0 0 0 ／ 2 3 ／ 5 0 。①优点 施工工艺简单 ， 施 工单位易于进行扩修。②缺点 施工投人加大 ， 每个 47 2 0 1 3年第6期 中州煤炭 总 第 2 1 0 期 液 压抬 棚约 1 0万 元 ， 增加工 程 费用 4 0万元 。 根据 煤矿安全规程 及义煤集 团防冲管理办 法 ， 巷道支护严禁采用混凝土、 金属等刚性支架⋯ ， 通 过 经济 、 技术 比较 ， 在 十 字头 扩 修 完 毕 时 ， 选用 了 第 3种支护方案。液压抬棚在十字头中具体打设位 置 如 图 2所示 。 图 2液 压 抬 棚 打 设 位 置 示 意 3 十字头变形情况分析 1 扩 修前 。 由于受 东翼 D 1 3 1 5 1 、 D1 3 1 7 1综 放 工作面采动影 响及西翼 D 1 3采 区延伸 车场 掘进 工 作面掘进影响， 十字头变形速率 大， 变形量较大 ， 3 个月内巷道顶底板收敛量累计达 8 0 0 mm 。根据每 天的测量观测分析， 绘制出的巷道变形情况如 图 3 所示 。 2 扩修后。十字头进行扩修 后， 经过一段 时 间观 测 ， 3个 月 巷 道 顶 底 变 形 量 为 3 0 0 m m， 巷 道 变 形得 到 了有效 控制 。 制 图 3 扩修前后巷道变形情况 对扩修前后的十字头变形情况进行 比较分析 ， 扩 修后 增设 了液压 抬 棚 后 ， 整个 十字 头 支 护 变 为柔 性 支 护 ， 允许 巷 道有 一定 的变形 量 ， 然后 整个 液压 抬 棚 、 十字头支护与巷道 围岩成为一体 ， 符合新奥法支 4 8 护 原理 ， 取得 了 良好 的支护效 果 。 4经济技术分 析 在原有十字头支护下 ， 巷道变形快 ， 平均每 3个 月需对十字头扩修一 次， 每次扩修所需费用约 7万 元 ， 一年扩修费用为 2 8万元。从十字头增加液压抬 棚 支 护后 ， 十 字 头 得 到 了很 好 的 控 制 ， 减 小 了 变 形 量， 1 年未进行扩修 ， 每架液压抬棚费用约 l 0万元 ， 液压抬棚所需费用为 4 0万元。从短期经济效益来 看 ， 液压抬棚所消耗费用较大 ， 但液压抬棚可循环利 用 ， 从长期来看 ， 液压抬棚收益较大。十字头扩修期 间 ， 已经影响到了 1 3采区下部工程正常开掘工作 ， 从技术上分析 ， 每对巷道扩修一次， 造成巷道围岩松 动圈扩大 ， 给以后 的支护带来 了更大的难度 ， 巷道变 形会更快 ， 增大了此处巷道 冒顶的概率， 为以后的安 全 生产埋 下 了重 大 隐患 。 综上所 述 ， 从经 济技术 乃 至安全 生产 方面分 析 ， 利用 液压 抬棚 加强 十字头 支护 控制 了十 字头 的变形 量， 将带来 良好的经济、 社会和安全效益。 5 结语 十字 头是 巷 道 的 咽 喉 ， 关 系 到 全 矿 安 全 生 产 。 十字 头支 护强 度必 须 不 断加 大 ， 液 压 抬 棚 提 高 十字 头强度 ， 同时还有一定的变形量， 符合新奥法支护工 艺 ， 这种方法为大型十字头支护提供了宝贵的经验 ， 推广 应用前 景 良好 。 参 考文献 [ 1 ] 国家安全生产监督管理 总局 ， 国家煤矿 安全监察局． 煤 矿安全 规程 [ M] ． 北 京 煤炭工业出版社 ， 2 0 1 1 ． 责任编 辑 秦 爱新