型棚交叉點(diǎn)預(yù)留施工技術(shù)研究與應(yīng)用

1、U型棚巷道交叉點(diǎn)預(yù)留施工技術(shù)研究與應(yīng)用王合濤（河南煤化集團(tuán) 鶴煤八礦 河南鶴壁 458008）摘 要：為了緩解礦井生產(chǎn)接替緊張的局勢(shì)，加快開拓掘進(jìn)的施工進(jìn)度，結(jié)合我礦實(shí)際情況，針對(duì)巷道交叉點(diǎn)二次開口時(shí)巷道變形嚴(yán)重、施工難度大、U型棚易變形損壞等問題進(jìn)行有關(guān)巷道二次開口的預(yù)留施工技術(shù)研究，通過U型棚支護(hù)形式的設(shè)計(jì)革新和工藝改造，有效縮短了二次開口的工期，提高了生產(chǎn)效率，促進(jìn)了礦井的安全生產(chǎn)，提升了礦井產(chǎn)能。關(guān)鍵詞：U型棚支護(hù)巷道；交叉點(diǎn)；二次開口；預(yù)留施工技術(shù)1、礦井概況八礦位于鶴壁礦區(qū)南部，井田南北走向長5.25km，東西傾向，面積約7.9km2。井田為一隱伏井田，屬單斜構(gòu)造。二1煤為礦井唯一

2、可采煤層，為二迭系山西組，平均厚度6.75m，平均傾角240。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育，尤其小斷層較多，煤層穩(wěn)定性中等，局部存在明顯的變薄現(xiàn)象。礦井開拓方式為立井、斜井混合開拓方式。井田劃分三個(gè)生產(chǎn)水平，一水平標(biāo)高-195m，二水平標(biāo)高-400m，三水平標(biāo)高-650m，在二、三水平之間增設(shè)-520m輔助水平。目前生產(chǎn)區(qū)域?yàn)槎胶洼o助水平，開拓掘進(jìn)區(qū)域布置在輔助水平和三水平。礦井通風(fēng)方式為混合抽出式通風(fēng)，“四進(jìn)二回”，即工業(yè)廣場(chǎng)主井、大皮帶斜井、中央進(jìn)風(fēng)井、南窯進(jìn)風(fēng)井為進(jìn)風(fēng)井，工業(yè)廣場(chǎng)副井、桐家莊新風(fēng)井為回風(fēng)井。全礦總進(jìn)風(fēng)量11342m3/min，總回風(fēng)量11546m3/min，礦井有

3、效風(fēng)量率87.2%。礦井通風(fēng)等積孔為4.8m2。各個(gè)分區(qū)配風(fēng)合理，配風(fēng)能力能夠滿足生產(chǎn)需求。2、選題依據(jù)U型棚支護(hù)工藝在煤炭行業(yè)的使用已經(jīng)很普遍，并且成為我國巖巷、煤巷開拓掘進(jìn)及大型硐室礦井的主要支護(hù)方式之一，其支護(hù)形式和性能夠滿足礦井安全生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展要求，未來幾年還具有技術(shù)先進(jìn)性，因此我們對(duì)此范圍技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行研發(fā)是必要和可取的，這也是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著礦井開采延深，深部開拓時(shí)礦壓作用日益顯現(xiàn)，造成了開拓掘進(jìn)施工進(jìn)度緩慢、生產(chǎn)接替緊張、巷修任務(wù)加劇且難度增大，另外由于在細(xì)節(jié)方面出現(xiàn)的如掘進(jìn)巷道二次開口時(shí)巷道面貌變形嚴(yán)重、開口施工難度大、U型棚損壞無法回收再利用等諸多問題越來越影響到礦井

4、安全生產(chǎn)的正常循環(huán)，制約了礦井產(chǎn)能提升。我們以解決制約安全生產(chǎn)的實(shí)際問題為目的，以井下掘進(jìn)巷道交叉點(diǎn)的二次開口預(yù)留施工技術(shù)為研發(fā)中心，進(jìn)行技術(shù)探索和實(shí)際應(yīng)用1。 3 技術(shù)研究 3.1 施工地點(diǎn)概況在3103上順掘進(jìn)工作面對(duì)3013切眼二次開口處進(jìn)行預(yù)留施工技術(shù)研發(fā)：3103上順掘進(jìn)工作面位于鶴煤八礦井下南翼采區(qū)-460m標(biāo)高位置，支護(hù)規(guī)格4.0m×3.2m的U29型棚，棚距0.6m,凈高3.2m,下凈寬4.0m，全斷面鋪塑帶網(wǎng)2。由3101中巷一橫川進(jìn)入由北向南沿底掘進(jìn)，直接底板為黑色砂質(zhì)泥巖，老底為黑灰色中細(xì)粒砂巖。3.2技術(shù)方案由于上順與切眼交叉點(diǎn)位置，在后期掘進(jìn)切眼期間使用較多

5、（煤與瓦斯突出礦井切眼由上而下掘進(jìn)，交叉點(diǎn)還要承擔(dān)運(yùn)輸轉(zhuǎn)載任務(wù)），所以此處支護(hù)除滿足斷面要求外，安全系數(shù)要求更高。在3103上順掘進(jìn)到切眼位置后，對(duì)切眼開口位置提前預(yù)留，通過對(duì)U型棚的支護(hù)形式及技術(shù)參數(shù)進(jìn)行不同設(shè)計(jì)（見附圖1），科學(xué)合理套用后，達(dá)到生產(chǎn)和支護(hù)安全技術(shù)要求，待上順掘進(jìn)完成后對(duì)切眼掘進(jìn)時(shí)，減少二次開口工序，減小施工難度，縮短工期，提升效率3。附圖1：3013切眼二次開口預(yù)留施工設(shè)計(jì)圖3.3施工方案及工藝要求3.3.1 在切眼設(shè)計(jì)位置開口，施工前先確定穿長梁棚處的支架保持完好，重新檢查聯(lián)網(wǎng)，并且將開口中心前后5m范圍內(nèi)的巷道進(jìn)行加固，加固方法：在切眼開口位置中心前后5m范圍內(nèi)的基本棚

6、（上順巷道原架設(shè)的U型棚）撐梁下距撐梁中心1m位置各打一根木點(diǎn)柱，柱根要栽到硬底上，柱窩深度不小于0.2m，木點(diǎn)柱用料為直徑不小于16cm的紅松料或硬雜木，然后按設(shè)計(jì)要求穿長梁棚3。3.3.2 首先在距開口中心1.3m處的基本棚棚空內(nèi)，由南向北逐棚架設(shè)特制U型棚（見附圖2），棚距0.7m。特制U型棚要比基本棚低0.3m。特制U型棚一端使用U型棚腿支護(hù)，另一端開口處使用長3m的紅松料作為臨時(shí)支護(hù)。紅松料與U型棚搭接之處砍成碗口狀，將特制U型棚卡緊，柱窩深度不低于0.2m，并且柱根要栽在硬底上，木料使用直徑在16cm以上的紅松料。每架一棚使用兩根鐵質(zhì)拉桿將特制U型棚連鎖起來（巷道中心向下幫0.5m

7、處一趟、開口端距梁頭0.8m處一趟）3。附圖2：特制U型棚設(shè)計(jì)圖3.3.3 六根特制U型棚架好后，要將特制U型棚與兩邊的基本棚連鎖起來，使特制U型棚與基本棚成為整體。并在巷道開口幫距特制U型棚梁口1m處打一架臨時(shí)加固抬棚（臨時(shí)抬棚是使用兩根2.6m工字鋼梁和四根3m工字鋼腿所架設(shè)對(duì)棚），托住四架特制U型棚，臨時(shí)加固抬棚與特制U型棚不接之處要用木楔打緊背牢。3.3.4 臨時(shí)加固抬棚架好后，將特制U型棚的臨時(shí)木點(diǎn)柱料回掉，然后在特制U型棚梁端架設(shè)U型棚對(duì)棚作為雙暗抬棚（見附圖3），雙暗抬棚與特制U型棚梁不接之處要用木楔打緊背牢。傳統(tǒng)暗抬棚多使用的是工字鋼棚，柱腿有扎角，柱腿與梁頭用梁爪固定，易滾落

8、傷人，此種雙暗抬棚設(shè)計(jì)在棚腿與所穿U型鋼長梁之間使用U型卡固定，增加安全系數(shù)，不再出現(xiàn)棚扭梁滾落等不安全現(xiàn)象4。附圖3：雙暗抬棚設(shè)計(jì)圖3.3.5 雙暗抬棚架好后，用木料將特制U型棚與基本棚之間絞實(shí)，使基本棚被牢牢托在特制U型棚棚梁上，然后可將開口幫基本棚無用的棚腿拆除，將伸出巷道過長的U型棚梁鋸掉。3.3.6 切眼向里掘進(jìn)前先在抬棚梁腿接觸處各打一根木戧柱,戧柱與抬棚必須面接觸,戧柱柱跟必須栽到硬底，柱窩垂直深度不小于0.2m，戧柱必須始終保持完好，直至掘進(jìn)5m以后方可拆除。4 結(jié)語上述技術(shù)方案大大加強(qiáng)了支架的整體穩(wěn)定性，用木料背實(shí)基本棚與特制棚之間的空當(dāng)，合理避讓剛性支架回落壓力，滿足了在切

9、眼掘進(jìn)期間此交叉點(diǎn)處運(yùn)輸物料、出煤等正常生產(chǎn)要求，縮短開口工期，提高了支護(hù)強(qiáng)度，保證了安全生產(chǎn)正常運(yùn)行，節(jié)省了搬運(yùn)、架設(shè)、拆裝U型棚時(shí)間，較大程度地提升了生產(chǎn)效率。 鶴煤八礦在煤巷支護(hù)和巷道維修方面對(duì)此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)和使用以來，減小施工難度，縮短工期，提高煤巷進(jìn)尺和巷修進(jìn)度，在交叉點(diǎn)預(yù)留施工的U型棚可回收利用，避免了支護(hù)材料的浪費(fèi)。掘進(jìn)施工安全系數(shù)進(jìn)一步提高，從開口架棚和減少維修次數(shù)上看，不僅降低了生產(chǎn)成本，更重要的是節(jié)省了二次開口的時(shí)間，提高了工作效率。此項(xiàng)技術(shù)適用于我礦的井下地質(zhì)條件，滿足安全生產(chǎn)支護(hù)要求，有較廣泛的應(yīng)用空間，對(duì)于橫川開口、巷道掘進(jìn)的交叉地段，都可使用此項(xiàng)技術(shù)，在鶴煤整個(gè)礦區(qū)都具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值。 作者簡(jiǎn)介：王合濤（1981-），男，河南省鶴壁市人，漢族，助理工程師，2007年畢業(yè)于河南理工大學(xué)，從事采礦工程、安全生產(chǎn)技術(shù)管理等專業(yè)工作，現(xiàn)在鶴煤八礦生產(chǎn)