張 義，曲東彬，馮建超，王 隆

（鄭煤集團新鄭煤電公司趙家寨煤礦，河南 新鄭 451184）

新型十字頭支護方式的試驗與應用

張 義，曲東彬，馮建超，王 隆

（鄭煤集團新鄭煤電公司趙家寨煤礦，河南 新鄭 451184）

通過新型十字頭支護方式在趙家寨煤礦12204下付巷交叉點的試驗及應用可知，新型十字頭支護方式具有施工斷面小和工藝簡單的優(yōu)點，較好改善了巷道十字頭處的受力狀況。同時也為實現巷道的快速掘進提供了有力保障，減少了巷道后期的維修量，降低了巷道施工成本。通過本論文的研究，為其它地區(qū)相似條件下十字頭支護提供了一定的依據和經驗借鑒。

趙家寨煤礦；十字頭支護；快速掘進；試驗與應用

隨著我國煤炭事業(yè)的快速發(fā)展，礦井要想真正實現高產高效，必須有快速掘進作為保障。而巷道交叉點支護是掘進施工中較為繁瑣且非常重要的關鍵環(huán)節(jié)，也是影響巷道快速掘進的一個重要關卡。如果交叉點設計不合理，則會給巷道的快速掘進造成影響，同時也會給安全帶來一系列不利因素。特別是交叉角度較小的十字頭支護難度更大。本文以趙家寨煤礦12204下付巷與其下回風聯巷交叉點處的支護為例，研究了新型十字頭支護方式的可行性。

1 概況

12204工作面位于趙家寨煤礦12采區(qū)的西翼，主采山西組二1煤層。煤層厚度約8.7 m，煤層傾角5°。地面標高為+133.13～+135.73，工作面標高為-135～-168m。12204工作面下付巷走向長1588m，傾斜長約172m，整體位于二3煤層及其頂、底板砂質泥巖中，硬度系數f≤3，較松軟，地質構造較為簡單。

12204下付巷與12204下回風聯巷之間的夾角為14°。兩條巷道均采用凈斷面14.2㎡的29U型鋼支護，下凈寬5.1m，凈高3.5m。根據設計先施工12204下回風聯巷再施工12204下付巷。因此，十字頭處需采用礦工鋼進行抬棚支護。

2 支護方案

（1）傳統十字頭支護方案

首先沿12204下回風聯巷方向，采用12#礦工鋼對棚支護，規(guī)格為：梁×柱＝4m×3.8m，棚距500mm(中-中)，架棚后采用7.9m礦工鋼桿（三棚兩組，共8根）進行穿桿加固，最后采用梁×柱＝4m×3.8m礦工鋼打抬棚。

（2）新型十字頭支護方案

圖1 新型十字頭支護設計圖

采用12#礦工鋼對棚支護，沿12204下回風聯巷方向礦工鋼規(guī)格為：梁×腿＝4m×3.8m，棚距700mm(中-中)；沿12204下付巷方向礦工鋼規(guī)格為：梁×腿＝4.5m×3.7m，棚距500mm(中-中)，架棚后采用5m礦工鋼梁打抬棚，下站兩根3.3m長10英寸將軍柱，如圖1所示。

通過對兩個方案的對比可以得出，傳統十字頭支護方案打抬棚跨度較大，整個十字頭斷面比較大，受礦壓影響較大，容易產生變形，并且12204下付巷掘進時需采取拐旋施工，增加了施工工序和難度。而新型十字頭支護方案采用雙層礦工鋼，即底層礦工鋼沿12204下回風聯巷，上層礦工鋼沿12204下付巷，支護較為簡單，整個十字頭斷面相對較小，不易產生變形，且巷道的直線性較好，便于生產運輸。

3 新型十字頭支護效果

（1）變形量較小

采用新型十字頭支護方式，減小了十字頭的斷面，使其所承受的礦壓相對減小，從而降低了十字頭后期的變形量。根據12204下付巷十字頭實測數據可知，其最大變形量為105mm，與其它類似條件下十字頭支護變形實測數據相比，變形量降低約50％。

（2）施工工藝簡便

采用新型十字頭支護，掘進巷道時不再進行拐施施工，工藝比較簡便，十字頭處的巷道支護質量有所提高，從而提高了巷道掘進工效，為實現巷道快速掘進提供了保障。同時采用新型十字頭支護方式，使巷道的直線性較好，鋪設皮帶等設備更加便捷。

4 結語

（1）采用新型十字頭支護方式，減小了十字頭的斷面，使其所承受的礦壓相對減小，從而降低了十字頭后期的變形量。根據實測數據可知，變形量降低約50％。相對來說，提高了十字頭處的安全系數，減少了巷道后期的維修量，降低了支護成本。

（2）采用新型十字頭支護方式，工藝相對較為簡便，巷道支護質量有所提高。并且也使巷道的直線性較好，鋪設皮帶等設備更加便捷。為實現快速掘進提供了有力保障，同時也為其它地區(qū)相似條件下十字頭支護提供了一定的依據和經驗借鑒。

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張義（1989-），男，河南新鄉(xiāng)人，大專學歷， 2011年畢業(yè)于永城職業(yè)學院煤礦開采技術專業(yè)，先從事掘進技術管理工作。