邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置的應(yīng)用

      1 應(yīng)用背景
　　頂板是煤礦五大傳統(tǒng)自然災(zāi)害之一，頂板事故占全國煤礦各類事故死亡人員的34.6%，仍是威脅煤礦安全生產(chǎn)的主要危險(xiǎn)源，是煤礦主要?dú)⑹种弧Ｈ绾翁岣唔敯骞芾頇C(jī)電裝備水平，加強(qiáng)頂板管理是安全生產(chǎn)的重要內(nèi)容。近年來，隨著煤礦安全基礎(chǔ)建設(shè)不斷加強(qiáng)，安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化持續(xù)推進(jìn)，機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、智能化（以下簡稱“四化”）迅猛發(fā)展，大力推進(jìn)機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人和智能化無人礦井建設(shè)，有力的保障了安全生產(chǎn)，也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
　　目前，恒源礦綜掘超前支護(hù)前期主要采用機(jī)載臨時(shí)支護(hù)的方式，只能控制綜掘機(jī)前方2m頂板，且控頂面積未做到迎頭全覆蓋，需要配合大板輔助支護(hù)頂板，放大板時(shí)人時(shí)常站在空頂區(qū)，安全可靠性差，受機(jī)載臨時(shí)支護(hù)控頂距離，綜掘機(jī)循環(huán)作業(yè)有效進(jìn)尺距離不超過2m，需要頻繁割煤、支護(hù)，掘進(jìn)效率相對低，為認(rèn)真吸取各類事故教訓(xùn)，提高頂板管理水平，確保安全生產(chǎn)，解決循環(huán)進(jìn)尺少，單進(jìn)低的現(xiàn)狀，采取引進(jìn)新技術(shù)、新裝備的措施解決目前困境。
　　2 巷道概況
　?、?34工作面位于我礦Ⅱ63采區(qū)中部，為Ⅱ63采區(qū)準(zhǔn)備的第三個(gè)工作面。Ⅱ634機(jī)巷在Ⅱ634工作面下方，煤厚3m，平均傾角8°。由于煤層埋深較大，局部0.6～2.1m有厚100mm煤線發(fā)育，巷道地壓顯現(xiàn)明顯，幫部裂隙較發(fā)育，片幫較嚴(yán)重，迎頭臨時(shí)支護(hù)效果與防片幫效果是影響安全性的主要因素。
　　2.1 巷道圍巖特征
　?、?34機(jī)巷布置在6煤層中跟頂板施工，據(jù)已施工的Ⅱ633機(jī)巷、Ⅱ632機(jī)巷、Ⅱ632風(fēng)巷掘進(jìn)過程中資料分析，巷道在掘進(jìn)期間揭露的巖層主要為泥巖及細(xì)砂巖、粉砂巖，其中細(xì)砂巖：深灰色，薄層狀，水平層理，含黃鐵礦結(jié)核，泥巖：深灰色，薄層狀、富含大量植物化石碎片，粉砂巖為淺灰色、灰色，中厚層狀、半堅(jiān)硬。
　　2.2 頂?shù)装鍘r性
　　根據(jù)Ⅱ633工作面機(jī)巷實(shí)際揭露情況及周圍的99-5、99-8等地面鉆孔資料統(tǒng)計(jì)如下：
　　2.3 瓦斯
　　從賦存深度和覆巖巖性上分析，由于Ⅱ634工作面6煤層賦存深，且煤層頂板有較厚的泥巖蓋層，不利于瓦斯的排散、溢出。
　　根據(jù)恒源公司防突中心實(shí)驗(yàn)室Ⅱ633風(fēng)巷、機(jī)巷測定的瓦斯含量，Ⅱ633工作面掘進(jìn)期間最大原始瓦斯含量9.62m3/t，煤層原始瓦斯含量較高;因此判斷，Ⅱ634工作面機(jī)巷掘進(jìn)期間在構(gòu)造區(qū)域附近可能存在瓦斯富集區(qū)，尤其是在構(gòu)造區(qū)域作為瓦斯治理的重點(diǎn);加強(qiáng)巷道掘進(jìn)過程中的瓦斯管理工作，對瓦斯富集區(qū)提前治理。
　　2.4 巷道設(shè)計(jì)情況
　　Ⅱ634機(jī)巷設(shè)計(jì)長度為1963m，用錨梁網(wǎng)索支護(hù)、斜矩形斷面，斷面規(guī)格為凈寬×凈高=4600mm×3500mm（凈高指單軌吊中心線處錨桿頭至底板之間的垂直距離，凈寬指兩幫錨桿頭之間的水平距離），Ⅱ634機(jī)巷頂板選用Φ=20mm、L=2400mm的左旋無縱筋等強(qiáng)螺紋鋼錨桿，幫部選用Φ=20mm、L=2000mm的右旋等強(qiáng)全螺紋鋼錨桿，頂板采用“M3”型鋼帶配合6#鋼筋網(wǎng)護(hù)表，鋼筋網(wǎng)長×寬=2.6m×1.1m（1.0m），右?guī)蛶筒坎捎闷戒搸浜?#鋼筋網(wǎng)支護(hù)，左幫幫部采用平鋼帶配合金屬網(wǎng)護(hù)表，金屬網(wǎng)長×寬=5.0m（3.5m）×1.0m，頂板錨桿間排距為800mm×800mm;幫部錨桿間排距為800mm×800mm。當(dāng)煤厚≥2m時(shí)，順巷平行于煤層頂板施工兩排錨桿（錨桿間距為正常巷道的錨桿排距），第一排距煤層頂板0.8m～1.0m，第二排距第一排0.8m～1.0m。正常施工巷道時(shí)，距煤層頂板1.0m處，施工一排錨桿。Ⅱ634機(jī)巷頂板錨索采用直徑21.8mm的鋼絞線，錨索長度不小于7000mm，錨索間排距1000mm×1600mm，采用“三三”型居巷中對稱布置。
　　3 設(shè)備情況簡介
　　ZLJ2×1040/28/42型邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置由金屬結(jié)構(gòu)件：橫梁、順梁、前梁和液壓元件：立柱、各種千斤頂、液壓控制元件、液壓輔助元件等組成。
　　 4 邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)裝置主要性能參數(shù)
　　 5 準(zhǔn)備情況
　　6月份步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)使用前，按照要求開展了專項(xiàng)安全風(fēng)險(xiǎn)辨識評估;制定邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)工操作規(guī)程、使用維護(hù)安全技術(shù)措施;對操作人員進(jìn)行了專門的培訓(xùn)。
　　6 操作步驟
　　7月份根據(jù)設(shè)備使用實(shí)踐并根據(jù)我礦生產(chǎn)實(shí)際，優(yōu)化設(shè)備操作步驟如下：收前梁千斤頂，上鋼帶，上網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。收主橫梁側(cè)推千斤頂。收主立柱千斤頂。推主支撐組移架。伸主立柱千斤頂。前梁千斤頂伸壓網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)。伸主橫梁側(cè)推千斤頂，收輔橫梁側(cè)推。收輔立柱千斤頂。拉輔支撐組移架。伸輔立柱千斤頂。伸出全部側(cè)推，重復(fù)以上步驟，然后進(jìn)行永久支護(hù)。
　　7 施工進(jìn)度及過程說明
　　從2018年6月20日J(rèn)5點(diǎn)前50m開始至2019年1月28日J(rèn)18點(diǎn)前30m止，累計(jì)進(jìn)尺856m，單班進(jìn)尺最大5排，最大日進(jìn)尺9.5m。受停頭治理瓦斯影響，個(gè)別月份掘進(jìn)進(jìn)尺不高。例如8月份與7月份相比，8月受瓦斯含量增大的影響割窯速度變慢，同時(shí)不能夠一次施工多排，導(dǎo)致本月進(jìn)尺略小于7月，進(jìn)尺速度沒有明顯提高。另外受打鉆探查瓦斯影響，8月份、9月份、10月份，11月份和12月份均停頭1日至15日進(jìn)尺。
　　8 使用效果及勞動(dòng)效率分析
　　8.1 勞動(dòng)效率分析
　　在使用機(jī)載臨時(shí)支護(hù)掘進(jìn)期間，早班平均每班進(jìn)尺2排，中班、夜班平均每班進(jìn)尺3排，日平均進(jìn)尺量為8排。在使用邁步式掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)掘進(jìn)期間，早班平均每班進(jìn)尺3排，中班、夜班平均每班進(jìn)尺4排，日平均進(jìn)尺量為11排。
　　8.2 經(jīng)濟(jì)效率分析
　　結(jié)束語
　　通過使用邁步式臨時(shí)支護(hù)裝置，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全系數(shù)。其次掘進(jìn)機(jī)割煤出貨之后，退到支架后方，迎頭空間寬敞，頂板和幫部錨桿可同時(shí)施工，人員利用率高。但是還需進(jìn)一步改善，對Ⅱ634機(jī)巷該條巷道，邁步式臨時(shí)支護(hù)裝置存在臨時(shí)支護(hù)站腿無法一次到迎頭、鋼帶定位困難、操作片閥易損壞和移動(dòng)時(shí)不能與局扇風(fēng)筒同步移動(dòng)等問題。