架棚巷道前探梁的改进与应用.pdf

架棚巷道前探梁的改进与应用 李玉祥,张 峰 淮北矿业集团公司 石台煤矿,安徽 淮北235000 摘 要针对大断面煤巷架棚巷道顶板管理上存在的不足,结合现场实际管理经验,对传统前探梁进行技术改进和 应用,并对煤巷架棚大断面、 大倾角巷道迎头煤壁和两帮超前管理提出新的管理方法,自主研制顶板管理新型护顶 和护帮前探梁。 关键词架棚巷道;前探梁;改进;应用 中图分类号TD26 文献标识码B 文章编号1008 - 8725200701 - 0018 - 03 Improve and Application of Forestope Erest Roahway LI Yu - xiang , ZHANG Feng Shitai Coal Mine , Huaibei Mining Industry Group Company , Huaibei 235000 ,China 0 前言 近年来,随着煤矿开采深度的增加和机械化水 平的提高,回采巷道断面逐步增大,巷道顶板事故在 煤矿安全事故中所占的比例也不断上升。1980年 以前,全国巷道顶板事故占煤矿安全事故的20 ～ 30 ,1990年上升至35 左右,2000年已达到40 , 顶板事故严重威胁了煤矿安全生产,所以,有效加强 顶板管理是防治煤矿安全事故的一项重要内容。 1 技术改进的背景 石台煤矿隶属闸河煤田,是一个拥有30 a开采 历史的中老型矿井,年产原煤140万t ,主采煤层为 3 煤层,平均厚度3. 5 m ,复合型顶板,地质构造复 杂,断层发育,综合机械化开采,巷道断面较大,受地 质条件影响,多采用架工字钢棚支护,如不能及时有 效的控制顶板,片帮、 掉顶事故时有发生,给顶板管 理带来很大的困难。 煤矿巷道支护形式有多种。在棚式支护巷道 中,导致巷道顶板事故的外力,既有垂直作用于支架 的顶板压力,又有巷道无支护或支护失效处的顶板 岩石体积力,也有平行于支架的顶板推力。根据顶 板与棚式支架的相互作用关系,可以把巷道顶板事 故归纳为 “压” 、“漏” 、“推” 三种类型。如果巷道顶板 管理不当或不及时,这三种冒顶事故就会经常发生, 造成财产的损失和人身伤害。所以,必须进一步加 强和改进架棚巷道的顶板管理。 2 技术改进的过程 石台矿以往多采用12 kgΠm钢轨作为前探梁, 采用20 圆钢加工成吊环,吊环挂在工字钢上,前探 梁生根在吊环上,用木楔将前探梁与棚梁接上劲,把 迎头7棚纵向连成整体,提高棚子的抗挤压能力和 抗推垮能力。这种前探支护对小断面巷道能起到一 定的前探支护和加固作用,但对当前普遍施工的大 断面、 大倾角的巷道,已不能满足安全需要,顶板事 故时有发生。对迎头煤壁和巷帮也一直没有较好的 管理方法。为此,在2005年,作者主张对架棚巷道 的金属前探梁和吊环进行改进,进一步提高探梁和 吊环的支护强度,经过1 a的努力取得了较好的效 果,并改进了迎头和两帮的护帮技术,确保大断面架 棚巷道的施工安全。 3 技术改进成果简介和应用 金属护顶前探梁支护是在巷道永久支架的顶梁 下面安设2～3根金属前探梁,掘进一定距离后,松 开固定前探梁的卡紧装置,将前探梁向掘进工作面 推进,前探梁与顶板之间用木板、 木楔背实,其作用 一是将巷道迎头4 m内的永久支护纵向联接成整体 进行加固,提高支护的抗压和抗推力,二是超前管理 迎头放炮后未进行永久支护的顶板,保证施工人员 在探梁掩护下安全作业见图 1 。 图1 前探梁支护结构图 11 支架顶梁 21 前探梁 31 吊梁环 41 护头板 收稿日期2006 - 10 - 20;修订日期2006 - 11 - 20 作者简介李玉祥1972 - ,男,安徽萧县人,工程师,现在石台煤矿从事掘进生产和技术管理工作,曾在国内发表专业性论文 多篇,Tel 0561 - 4934697。 第26卷第1期 2007年1月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol126 ,No11 Jan ,2007 护顶前探梁由金属前探梁和吊环两部分组成。 前探梁多为钢管、 槽钢和钢轨,长度不少于4 m ,在 永久支护顶梁下等距布置,数量依据巷道跨度而定, 巷道跨度 ≤2. 4 m时,使用2根,跨度 2. 4 m时,使 用3根。吊环的作用是前探梁固定在永久支架上, 每隔一棚安置一个,每根前探梁不少于3个。在前 探梁伸向煤壁的空间探梁上铺设大板,与顶板接 劲,起到临时支护顶板的作用。 2006年以前,石台矿架棚巷道前探梁多采用12 kg/ m钢轨配合穿梁式吊环,穿梁式吊环直接从支架 顶梁上方穿过,垂于梁下,然后安设前探梁,特点是 结构简单,易于制造,成本低廉,但是安装不便,常常 需要人为破坏顶板,而且这类吊环多用20 钢筋制 成,强度较低,放炮易崩坏变形。前探梁采用12 kg/ m钢轨,当巷道跨度大时,支护强度明显不够,经常 因顶板来压变形,起不到加固顶梁和超前支护的作 用。现在把探梁环改为卡梁式见图2 ,卡梁式探 梁环安装时直接卡在工字钢下沿,使用螺丝加固,操 作方便,不需破坏背实的顶板,材料为矿用工字钢切 割件或20 mm厚钢板,强度高,牢固可靠。前探梁改 用18 kg/ m钢轨。经过1 a来的现场实践和论证,改 进后的前探梁提高了支护强度,起到了主动支护顶 板的作用。 图2 架棚巷道前探梁 11 矿用11 工字钢切割件 21100槽钢 在改进过程中,我们发现,当巷道上山掘进坡度 大于15 时,尽管顶板进行了有效的超前管理,但迎 头煤壁常常会折帮伤人,为此,又结合煤矿地质和煤 厚条件,研制了迎头掘进前探护帮梁和护帮板见图 3 。 迎头护帮板的研制,使迎头煤壁得到有效地管 理。但在迎头施工腿窝时,三软煤层容易片帮,该问 题多年没有得到很好的解决。为此,深入一线,充分 利用现有的条件,结合护顶原理,研制出护帮前探梁 见图 4 。护帮前探梁主要包括护帮卡和护帮板两 部分组成,它对架棚巷道迎头两帮起到积极的加固 和支护作用。这种超前临时护帮支护技术的改进, 是掘进顶板支护和巷帮管理的进步。该装置牢固安 全可靠,取得了良好的支护效果。 图3 端面防片帮前探梁 11 支架顶梁 2118 kg/ m钢轨前探梁 31 吊梁环 41 木楔 51 可调 背帮梁 61 背帮板 71 固定销 81 限位杆 91 限位孔销 需要强调的是护帮前探梁采用卡腿式,将护帮 卡固定在棚腿上,梁固定在卡子里,用木楔接劲,梁 为50 mm200 mm1 600 mm的优质大板,超前背 帮。护帮固定卡卡在两帮棚腿外沿上,容易下滑,所 以虽然结构与前探梁卡很相似,但是制作工艺要求 较高。 图4 前探护帮器 11前探背帮板 21 前探板固定卡 31 矿用11 工字钢支架腿 41 紧固木楔 51100 槽钢 61 矿用11 工字钢 4 经济效益分析 架棚巷道前探梁临时支妒操作工艺流程 护顶前探梁放炮前加固护顶和护帮前探梁 → 放炮后及时加固10 m内的支架 → 敲帮问顶 → 前移 前探顶梁进行临时支护 → 上顶梁将顶用木楔接劲 → 前移超前护帮卡 → 上护帮板并接劲 →在临时支护 第1期 李玉祥,等架棚巷道前探梁的改进与应用 19 机械设备维修的改进 董玉春 1 ,武国斌 1 ,刘金慧 2 1. 中电霍煤集团公司 鸿俊铝电公司,内蒙古 通辽029200; 2.中电霍煤集团公司 煤矿建设工程管理分公司,内蒙 通辽029200 摘 要现代科学技术迅猛发展,机械设备维修应向管理、 培训、 保养等状态维修方向发展,这样才能提高机械设备 的可靠性和耐久性。 关键词机械;维修;改进 中图分类号TD407 文献标识码B 文章编号1008 - 8725200701 - 0020 - 02 Bettering of Mechanical Installation Maintain DONG Yu - chun 1 , WU Guo - bin 1 , LIU Jin - hui 2 1. Hongjun Luminium Electricity Company , China Electricity Huo Mining Industry Group Company , T ongliao 029200 ,China; 2. Colliery Con2 struction Engineering Company , China Electricity Huo Mining Industry Group Comp. , T ongliao 029200 ,China Abstract Modern science and technology develop fast ,managlng and training and maintenance are goal of bet2 tering of mechanical installation ,so mechanical installation may be reliable and durable. Key wordsmachanism; maintain; bettering 0 前言 随着科学技术迅猛发展,机械制造业的发展更 是突飞猛进,产品不断更新,机、 电一体化,使用性能 和技术性能不断改进。由于制造工艺、 产品加工精 度、 材料配置、 材料处理等方面的改进,提高了机械 设备的可靠性和耐久性,同时也要求维修方式随之 有所变化。 1 逐步实现状态维修 逐步向状态维修发展是适合机械维修管理的一 种方式。但状态维修要有先进的检测手段做保证, 它是随检测诊断技术的发展和维修市场的变化而提 出的。状态维修必须经过检测诊断和技术鉴定,而 不能随意设置依据不足的修理时间和项目。为实现 状态维修,应做好以下几件事 [1] 1完善设备管理体系和管理制度,最基本的工 作就是做好各项基础工作,保证所需原始记录,统计 数据准确、 真实、 及时、 详尽。 2加强技术培训工作,提高操作、 维修和管理 人员的整体素质。学习研究新购置机械设备的构 造、 原理、 技术性能、 操作要领、 保养规范等内容,要 使使用者掌握机械设备性能和日常保养常识,使维 修人员清楚机械设备构造原理和技术标准等知识。 3健全机械设备的保养制度,改变传统的维修 保养模式,变 “重维修轻保养” 为 “重保养减维修”,使 全体职工都能认识到强化基础维护保养工作的必要 性和重要性,是机械设备少出故障甚至不出故障的 必然保障。 第一,调动职工积极性,增强操作人员的参与意 识,做好日常的运行记录和交接班工作。加强司机 的例行保养和一级保养工作,做好清洁润滑和检查 紧固,及时解决工作中发现的小问题,把故障消灭在 萌芽状态。 第二,利用专业维修的技术优势,做好机械车辆 的二级保养工作。除清洁润滑、 各部检查紧固外,同 掩护下作业出矸 → 挖腿窝 → 栽棚腿 → 腰帮过顶 → 加固前探梁和护帮板。 自2006年对前探梁进行技术改进和应用以来, 为石台矿职工创造了良好的作业环境和安全条件, 深受掘进广大职工的好评,掘进巷道顶板事故大大 降低,顶板事故为零,减少了财产损失,保护了职工 安全和健康,收到良好的经济和社会效益。根据石 台矿现有生产能力,年施工架棚巷道近万米,每年减 少事故带来的财产损失近100万元。当前,煤矿生 产,安全第一,随着架棚前探支护技术在煤矿的推广 和应用,该技术必将展现它巨大的生命力,也必将为 矿业的发展发挥巨大的作用。 收稿日期2006 - 11 - 08;修订日期2006 - 12 - 07 作者简介董玉春1973 - ,男,内蒙古通辽人,1997年毕业于中国矿业大学机械设计与制造专业,现任中电霍煤集团鸿俊铝电 公司助理工程师,Tel 13054277887。 第26卷第1期 2007年1月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol126 ,No11 Jan ,2007