初稿-机载式超前支护在煤矿掘进巷道中的应用.docVIP

机载式超前支护在煤矿掘进巷道中的应用 姓 名： 日 期： 机载式超前支护在煤矿掘进巷道中的应用 摘要： 本文介绍了煤矿巷道支护类型，对目前所采用的巷道支护理论进行了分析。着重介绍了机载式超前支护的结构原理、应用优点以及维护使用管理事项。实践表明，机载超前支护能显著提高巷道支护效果，保证采煤工作面安全、快速推进、促进煤炭产量提升，已成为我国煤矿巷道首选安全高效的主要支护形式。 关键词：超前支护、机载式、巷道 前言 我国是煤炭生产和消费大国，煤炭在我国一次能源消费中占据主体地位。我国的煤矿开采主要在地下，需要在井下开掘大量巷道，保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设与生产具有重要意义。随着开采深度、广度及开采强度的不断提高，巷道埋深逐年增加，地质条件日趋复杂化，高低应力巷道、强烈采动影响巷道、松软破碎围岩巷道及特大断面巷道和硐室等复杂困难条件占据越来越大的比重，增加了巷道支护难度。 煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长过程。多年来国内外的实践经验表明, 机载式超前支护是经济、有效的支护技术。能显著提高了巷道支护效果, 降低巷道支护成本, 减轻工人劳动强度、简化采煤工作面端头支护和超前支护工艺, 保证了安全生产, 为采煤工作面的快速推进和煤炭产量的大幅度提高创造了良好条件。目前, 机载式超前支护技术已在国内外得到广泛应用。 1超前支护技术国内外研究现状 煤矿生产的主要灾害之一便是顶板意外冒落事故，顶板事故易造成作业人员伤亡，设备损坏，生产终止。煤矿顶板事故受顶板岩性、巷道断面形状和参数确定、支护形式等因素制约。在实际煤矿巷道断面设计、施工过程中，如何选择支护设备是确保安全生产重点考虑的问题。 煤矿的巷道支护有永久支护、临时支护和超前支护。所谓永久支护，一般有混凝土支护、料石碹支护、锚网喷支护等，具体选择哪种支护方式，要根据巷道围岩的稳定程度不同，选择既能满足巷道支护需要，又更易施工、更符合经济合理性原则的型式。 所谓临时支护，是指永久支护未完成，临时维护巷道围岩稳定，为施工作业提供安全作业条件的支护。像锚网支护、金属棚支护等。 所谓掘进工作面超前支护，是指在掘进工作面迎头临时支护前方空顶处控制顶板、戴帽点柱支护和悬顶梁支护等。 《煤矿安全规程》明确规定，掘进工作面严禁在空顶下作业，所谓空顶，指在巷道新掘进后，对顶板还没有进行任何支护，这个时候的巷道顶板称为空顶。 《作业规程》规定，最小空顶距不得大于0.4m，最大空顶距不得大于2.4m，空顶距过大，巷道的顶板会变得不稳定，容易发生掉顶、冒顶现象，引发人身伤害和顶板事故。超前支护就是让作业人员避免空顶作业的有效型式。 巷道超前支护是为了防止工作面超前支承压力和沿倾斜方向支承压力的叠加作用而引起的巷道围岩变形、移动、破坏。当下综合机械化开采方式普遍存在超前压力较大的情形，若不能有效支护，不仅影响工作面采煤效率，且可能导致很大的安全隐患。目前超前支护多为单体液压支柱配铰接顶梁，或双排木支柱加横梁支护，或单体液压支柱架板梁。因此，研制一种适应综采工作面快速推进的巷道超前液压支架显得尤为重要，对提高煤矿经济效益和社会效益有着重要意义。 目前，我国采煤工作面巷道超前支护大多采用临时支设走向抬棚、打点柱等，初撑力普遍较低，安全条件较差。对于巷道断面面积大、巷道变形量大的情况难以适应。国外现有的超前支护技术也不甚理想。我国现行的超前支护设备主要有木支柱、注浆点柱、锚杆支护和单体液压支护几种。 长期以来由于国内基础工业和支护设备机械化水平不高，尤其在小型煤矿生产中，主要使用木支护，木支护使用后回收比较困难，大部分为一次性消耗，对森林保护极为不利。 注浆点柱是利用砂浆泵将水泥砂浆泵入一个由过滤材料缝制密封的口袋，砂浆余水由口袋壁面渗透出，口袋内砂浆凝固后支撑顶板，它是一种被动支护方式，现场作业时材料运输困难且工序复杂。 锚杆支护是近年来迅速发展普及应用的有效支护方法，属于隐性支护，对支护质量和可靠性检测困难，对变形量很大的软岩、塑性较大的回采巷道，支护效果不易保证。 单体液压支柱其结构类似一个油压千斤顶，其工作行程大，安全管理成本低，支护强度和安全稳定性都较好，适用寿命也较长，但仅适用于煤层倾角小于35度的煤层回采工作面，且其制造成本较高。 巷道超前支护的发展方向主要是向自动化程度高，初撑力、支撑强度大、对断面和地势适应性好、推进方便的方向发展。因此，巷道超前支护不可能一直停留在单体支护，木支护等一些传统支护的基础上，必须研究和设计出新型的工作面超前支护方法和设备。 2机载式超前支护应用特点 本文以ZLJ-10/21型机载式超前支护为例具体介绍机载式超前支护应用特点。该机主要技术参数如下： 适用巷道高度：2.3