掘進巷道特殊區(qū)域施工單體棚補強支護的研究與應用

一、項目名稱

掘進巷道特殊區(qū)域施工單體棚補強支護的研究與應用

二、項目背景和目的

蔣莊煤礦3上912工作面位于LJ2斷層以東，NJF3斷層以北，臨近工作面采空區(qū)圍巖壓力已釋放完畢，但為形成 3上912工作面生產(chǎn)運輸系統(tǒng)，工作面準備巷道3上912運輸通道及3上912材運聯(lián)絡(luò)巷與工作面回采巷道3上912運輸巷、3上912材料巷貫通所形成的三岔門、四岔門較多，因此如何對巷道內(nèi)三岔門、四岔門等頂板大跨度區(qū)域更有效地強化支護就成為了當前首要需解決的問題。經(jīng)過掘進專業(yè)領(lǐng)導組織研究、分析，最后決定采用施工“一梁兩柱”形式的單體棚對岔門大跨度區(qū)域進行強化支護。

三、施工方法及要求

1、頂板施工單體棚時，使用4.5m懸浮單體液壓支柱，采用規(guī)格為長×寬×厚=2000×100×50mm的椽桿接頂。單體液壓支柱使用鐵鞋，支設(shè)牢固。

2、施工期間，采用安全梯登高作業(yè)，必須佩戴好保險帶;維護巷道挖柱窩等產(chǎn)生的浮貨采用人工上皮帶清理。

3、復棚或施工單體液壓支柱前，必須加固臨近支護，嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度，及時找凈頂幫活矸，找活矸時，必須用找頂專用工具，兩人一組，其中一人觀察一人找頂，找頂及觀察人員必須處于可靠支護保護的安全地點進行，防止頂幫脫落造成事故。

4、作業(yè)時，必須設(shè)專人觀察頂板安全情況，發(fā)現(xiàn)問題必須立即停止作業(yè)進行處理，確保安全。

5、單體棚施工質(zhì)量標準要求：

⑴架棚必須嚴格執(zhí)行“敲幫問頂”制度，及時找凈頂幫活矸。

⑵棚梁水平≤40mm/m、扭距≤50mm、間距≤50mm，迎山角每5°-8°迎1°，不得退山。

⑶頂板椽桿要均勻布置并接實頂板。

⑷頂板使用椽桿接實頂板，頂板淋肩時，接實三角頂。

⑸棚梁下使用單體液壓支柱架設(shè)，單體液壓支柱支設(shè)必須牢固，具體要求如下：

①打單體液壓支柱時，人員不能少于3人，一人站在登高梯子上（登高用梯子必須支設(shè)牢固，站位高度超過2m時，必須佩帶安全帶，安全帶應連接在頂板牢固物體上）。單體液壓支柱必須打?qū)嵈蚶?，打單體液壓支柱過程中要設(shè)專人觀察安全情況，發(fā)現(xiàn)隱患問題，立即停止作業(yè)，待處理安全后，再進行作業(yè)。

②單體液壓支柱打設(shè)完畢后，必須設(shè)整體聯(lián)鎖防倒安全繩，安全繩拴于單體液壓支柱2/3高度以上，嚴禁拴在活柱上。所有保險繩必須垂直于頂板生根，與頂板固定物拴牢，并且保證支柱歪斜范圍不超過100mm，以防倒柱傷人。

③單體液壓支柱應支設(shè)在實底上，使用好鐵鞋，并做到迎山有力。

④所有單體液壓支柱三用閥方向一致。檢查單體液壓支柱，發(fā)現(xiàn)三用閥失效、漏液、變形、彎曲、活柱表面銹蝕、頂蓋缺少一個以上小爪或手柄損壞時，必須及時更換。

⑤單體初撐力不低于2.5Mpa，如發(fā)現(xiàn)單體泄液等問題必須及時處理，閥芯損壞時，及時更換。

⑥單體液壓支柱打設(shè)完畢后，必須設(shè)整體聯(lián)鎖防倒安全繩，安全繩拴于單體液壓支柱2/3高度以上，嚴禁拴在活柱上。所有保險繩必須垂直于頂板生根，與頂板固定物拴牢，并且保證支柱歪斜范圍不超過100mm，以防倒柱傷人。

⑦施工“單體棚”時，每個棚梁使用2棵單體液壓支柱進行支設(shè)，兩端單體液壓支柱位于棚梁牙殼外側(cè)打?qū)崳涌谔幨褂媚拘▔|實。

⑧單體棚必須按大樣圖位置支設(shè)，確保單體棚支設(shè)牢固。

⑨單體棚支設(shè)完畢后，使用油繩或8#（14#）鐵絲將棚梁兩端固定在頂板鋼筋網(wǎng)上進行鎖棚，鎖棚位置位于棚梁兩側(cè)，距離牙殼位置500mm。

6、施工單體棚作業(yè)時，嚴格按照作業(yè)流程施工：采用腳手架（安全梯）人工抬架上棚梁→上棚梁后，使用四吋鋼管臨時支護固定牢固→調(diào)整好棚梁水平度、水平扭矩等→使用半圓木接實頂板→施工柱窩，并使用好鐵鞋，支設(shè)單體→調(diào)整單體支柱迎退山，注液，確保支設(shè)牢固。

7、單體液壓支護強化頂板支護施工標準

⑴嚴格按照支護大樣圖施工單排單體液壓支柱，單體液壓支柱必須布置成線，嚴禁歪斜。

⑵支設(shè)單體液壓支柱必須按要求使用好鐵鞋，頂端使用鉸接頂梁接實頂板，相鄰兩根鉸接頂梁使用專用銷軸固定牢固。

⑶支設(shè)的單體液壓支柱必須與單軌吊運輸保持500mm以上安全間隙，確保提升運輸期間安全。

⑷支設(shè)的單體液壓支柱初撐力不得低于11.5MPa。支設(shè)后，必須動態(tài)巡查，如發(fā)現(xiàn)單體泄液等問題必須及時處理，閥芯損壞時，及時更換。當單體液壓支柱出現(xiàn)泄液時，必須及時補液。

⑸單體液壓支柱打設(shè)完畢后，必須設(shè)整體聯(lián)鎖防倒安全繩，安全繩拴于單體液壓支柱2/3高度以上，嚴禁拴在活柱上。所有保險繩必須垂直于頂板生根，與頂板固定物拴牢，并且保證支柱歪斜范圍不超過100mm，以防倒柱傷人。

⑹所有單體液壓支柱三用閥方向一致。檢查單體液壓支柱，發(fā)現(xiàn)三用閥失效、漏液、變形、彎曲、活柱表面銹蝕、頂蓋缺少一個以上小爪或手柄損壞時，必須及時更換。

⑺當支設(shè)單體液壓支柱位于斜巷位置處時，必須按要求每5°-8°迎1°，嚴禁退山。

8、巷道維護期間，單軌吊機車、膠帶機嚴禁運行，開關(guān)必須停電閉鎖掛牌并設(shè)專人看管，將膠帶機沿途急停開關(guān)鎖止在急停狀態(tài)。單軌吊機車或膠帶機需運行時，所有人員必須全部提前躲避至警戒線外安全地點。

9、施工單體液壓支柱或上棚梁時，使用登高梯作業(yè)，登高梯必須緊貼幫部（或相鄰支設(shè)牢固的單體液壓支柱）靠牢，登高梯夾角為30°-45°最為適宜，防止登高梯歪倒傷人。人員站在梯子上作業(yè)時，必須佩戴好保險帶。

四、創(chuàng)新

1、在巷道特殊區(qū)域或者圍巖壓力非常大的情況下，能與其他支護方式進行聯(lián)合應用，從而保證整體的高承載能力。

2、在特殊區(qū)域聯(lián)排施工的單體棚，其單體液壓支柱通過卡箍和鎖鏈進行了聯(lián)鎖，使得所施工的單體棚形成了一個整體，大大提高了單體棚的穩(wěn)定性。

3、高強度的單體棚安全可靠，棚梁及單體液壓支柱能夠更為直觀的體現(xiàn)巷道壓力顯現(xiàn)，不會出現(xiàn)突然斷裂和破壞，并造成巷道圍巖瞬間失穩(wěn)并冒落，從而引發(fā)突然性事故。

五、項目開始運行實施時間

2021年7月份在3上912工作面實施

六、經(jīng)濟效益及成果

1、在采煤生產(chǎn)過程中可以對所施工的單體棚進行回收，經(jīng)過修復后可以重復多次使用，有效地降低了支護成本。

2、由于單體棚支護具有穩(wěn)定性強，承載能力高的特點，對于托頂炭施工以及過斷層、特殊構(gòu)造帶等特殊區(qū)域進行補強支護時，能夠更為有效、安全的滿足支護需要。

作者簡介：彭浩，男，漢族，山東省棗莊市，1990102，本科，工程師，蔣莊煤礦綜掘工區(qū)，采礦工程。