浅谈邢台矿前探梁式临时支护的应用

浅谈邢台矿前探梁式临时支护的应用

（狄磊冀中能源股份有限公司邢台矿技术规划科）

摘要：

冀中能源股份有限公司邢台矿掘进工作面在机载临时支护不能正常使用的前提下，不断改进金属前探梁式临时支护方式，有效地控制顶板事故发生，从基础杜绝了顶板伤人事件，取得良好的经济效益和社会效益。

关键词：前探梁铰接梁临时支护

正文：

一、概况

通过对矿区近几年各类事故情况分析，发现顶板事故所占比例大，岩巷掘进顶板事故在煤矿事故中占居前列,冒顶事故对矿井安全生产危害极大。因此，从多角度和深层次剖析研究冒顶事故发生的原因，认为，冒顶事故的发生，一般与矿山地质条件、生产技术和组织管理等多方面因素有关，其中自然地质环境和恶劣的地质条件是孕育惨痛顶板事故的根源。顶板事故的形成过程 (或条件 )：煤炭在地下开采 ,直接受上覆岩层压力的影响。因开拓、掘井或采煤 ,破坏了原有地层的平衡状态 ,造成矿山压力分布不均匀。这种分布不均匀的压力作用在巷道或回采工作面及四周的煤、岩体上 ,一旦超过巷道或顶板的支撑力 ,顶部或帮部煤体或岩体冒落下来，造成伤人事件发生。科学合理地开拓设计、布置巷道，在充分查清矿区地质条件的基础上，井巷工程设计过程中，要避免在地质构造线附近布置巷道，因为垂直于地质构造线方向的压应力最大，是岩体产生变化和破裂的主要因素。要避免在断层、节理破碎带、泥化夹层等地质构造软弱面附近布置巷道。围岩的次生应力与原岩应力和侧压系数有关，应将巷道布置在顶板压力不会太集中，顶板稳定性较好的部位。

总结规律，找到一种“科学预测，超前预报，事先防范”的预防顶板事故途径，以期在实践中正确指导煤矿安全生产工作。

如何有效控制顶板，防止顶板事故，仍是当前急需考虑的问题。通过一年来实践，冀中能源股份有限公司邢台矿掘进工作面在机载临时支护不能正常使用的前提下，不断改进前探梁式临时支护方式，有效地控制顶板事故发生，从基础杜绝了顶板伤人事件，取得良好的经济效益和社会效益。

二、前探梁式临时支护参数及操作方法

1、邢台矿前期使用临时支护方式

采用两根吊挂前探支架做为临时支护。前探梁采用12#矿用工字

钢或π型钢制作，长度大于3.0m,用吊环或卡子固定在锚杆或工字钢棚梁上。每根前探梁有2个固定点，前探梁到迎头的端面距不得大于0.3米。前探梁上方使用专用大板、半圆等接顶，超前支护距两帮端面距不超过0.3米。吊环的强度要与前探梁的强度相匹配。上吊环的锚杆必须留有40～100mm的丝扣，以保证吊环的牢固。吊环必须全部上入锚杆，要求上紧上牢上满丝；在前探梁临时支护掩护下，再进行其他工作。

2、邢台矿当前使用临时支护方式

（1）工字钢支护临时支护方式

架棚巷道采用3个相互连接的铰接梁，使用卡子与工字钢固定，长度3米，共两排。前探梁上使用半圆木或大板接顶，前探梁必须及时跟头。掘进机割出一个循环后，使截割头落地，闭锁截割部电机，断开掘进机上的电源和磁力启动器的隔离开关。然后操作人员站在正式支护下，用长柄工具处理干净顶帮活矸（煤），并进行敲帮问顶。确保无问题后，人员站在正式支护下，在迎头最里挂联一片顶网，前移前探梁，前移前探梁时，必须有专人监护顶板及煤帮。使用半圆木或木墩将大板后部接顶，使大板前部与顶板接触，顶板维护好后，撤出迎头所有人员，将掘进机退出迎头以外，使截割头落地，闭锁截割部电机，断开掘进机上的电源和磁力启动器的隔离开关。方可由外向里进行支护，支护时先载两边柱腿，上梁时先上一头，后上另一头，上每一头都要调整棚腿山势，并设专人观山。棚子支护完毕后，进行顶帮裱褙，上拉钩、防倒器。

（2）锚网支护临时支护方式

临时支护前探梁由工字钢改为采用铰接可调式前探梁，该前探梁由接顶梁、移动梁、固定托件、托网件、调解螺栓、固定销、强力磁铁等组成，长度为2.78米，使用方法为掘进机割完煤之后，旋转调解螺栓，下调接顶梁至适宜上网的角度，将联接好的钢带和网整体通过强力磁铁或者销子固定在接顶梁上，并调整位置，然后前移前探梁至合适的位置，将后面的固定托件前移，并固定在前一排锚杆上，旋转调解螺栓，使接顶梁升起将钢带升起将钢带、顶网托起紧贴顶板，最后进行顶锚杆打眼工作，前探梁必须跟头使用。

锚网巷道使用临时支护时，应注意以下几点:一是要保证锚杆的锚固力达到设计要求;二是吊环上的螺孔时间长了会滑丝或咬丝，应该随时注意及时更换，或扩大螺孔后换上合适的螺帽来解决这个问题。

三、当前使用前探梁式临时支护的比较分析

1、使用架棚支护时，机组结束割煤后，挖柱窝、竖腿工作需要在临时支护下进行，所使用的两根前探铰接梁临时支护主要集中在巷道的中部，前探梁到两帮煤壁的支护效果差，护顶不严。在施工过程中，有时出现掉碴伤人。当两帮竖好腿后，上梁时，前探梁上的大板、半圆因接顶影响上梁，需回收前探梁。在上梁过程中，临时支护已经失效，包括背帮背顶。

2、使用锚网支护时，使用的临时支护效果较好。机组在割煤结束进行敲帮问顶后，直接将绑有钢带的顶网放在前探梁上，然后旋转调解螺栓，使接顶梁升起将钢带升起将钢带、顶网托起紧贴顶板，开始打靠两帮的顶锚杆，施工都在临时支护下进行，安全可靠性较好。

四、改进方案

1、适当加长前探梁上背板的长度，尽量延伸到巷道两帮，增加临时支护面积，确保作业人员安全。

2、在临时支护之间留一定的位置，把棚梁放在前探梁上方的预留位置处（锚网支护巷道把钢带网片放在前探梁上方的预留位置处），然后进行临时支护，在两帮竖好腿后，将棚梁与棚腿合好口，背紧背牢帮后再去掉临时支护进行背顶，去临时支护可一半一半的进行，这样比原来的方式安全可靠，确保作业人员的安全。

五、存在问题

1、前探梁的强度问题，无论是架棚巷道还是锚网支护巷道，都需要用固定卡子固定在棚梁或顶锚杆上，前探梁和固定卡的制作（包括所使用的材料和材料之间的焊接），这都需要有一定的强度，如果强度达不到要求，将会给安全工作带来隐患。

2、当地质条件发生变化，空顶严重时，架棚巷道背顶工作量大，危险性较大；锚网支护巷道顶板高低不平，前探梁不宜使用，需做长短不一的前探梁固定卡。

六、结论

通过近一年的使用铰接梁式前探梁临时支护，该超前支护操作简单易行，安全性高，能够有效控制顶板事故发生，降低顶板事故伤人事件的发生，该前探梁临时支护方式仍需要不断改进，增加材料强度和对地质条件变化的适应性。

作者简介：狄磊，男，1985年1月出生，河北省河间市人，冀中能源股份有限公司邢台矿技术规划科主管科员，工程师。