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大跨度、高断面巷道顶板支护工艺的改进
李国阳
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（开滦钱家营矿业分公司，河北唐山063301）
摘要：随着地质条件越来越复杂，掘进巷道切眼上下出口的支护的传统方式，支护强度有时不能满足大跨度、高断面巷道的支护需求，打托板码木操等老工艺也给掘进工作面的运榆安全工作造成了很多的安全隐患，繁杂的作业工序更是大大降低了现场员工的工作效率。掘进工作面在上下出口支护作业过程中，由于支护强度不够，顶板突然撑落而造成的零打辞鼓事故时有发生，也曾出现过人身伤亡的恶性事故。在上下出口运榆过程中，由于活动空间小，硅手碰脚的现象也时有发生，增强据进工作面上下出口的支护效果，更好的保护员工生命安全，降低作业安全风险，提高工作效率，给职工创造一个更好的安全作业环境成为我们掘进施工顶板管理工作中的重点。
关键词：大跨度：高断面：支护强度：效率：事故 1工艺改进背景
随着近年来煤炭价格的不断下降，造成原煤生产成本比重不断加大，时至今日，煤炭行业的利润空间被不断压缩，如何合理的提高劳动效率成为企业创效的唯一途径。为此，近些年我公司在增加提进效率方面做了大量工作，通过不断引进新工艺来提高煤矿生产的利润空间。
随着煤矿开采深度的不断加深，井下地质构造也变得越来越复杂。
在煤矿巷道掘进过程中，由于地质条件的影响和开挖效率提高，造成巷道支护时间所占比例不断提高，项板支护成为影响据进效率的主要因素，尤其是在巷道掘进过程中，巷道交叉点，组装碉室等地点顶板跨度大、巷道断面高，这些问题成为卷道支护需要解决的首要难题。
按照传统单根锚索支护顶板的方式，铺索盘长度仅350mm，锚索布置排距1.6m，该支护方式错索盘之间存在1.25m的间距，当该区域在顶板压力大时极易因顶板破碎造成网兜严重时造成巷道支护失效，有时为保证顶板支护效果，在锚索支护的基础上，还要配合托板加强支护，但在超出托板立柱高度的情况下，还需打木垛接顶进行支护，这种支护方式工序复杂，费时、费料，而且在打木垛时极易造成人员坠落或料掉落伤人事故，对煤矿的安全生产造成很大影响，而且安装的托板立柱减少了员工的活动空间，对辅助运输造成很大影响。为解决此类间题，有必要对该类巷道支护工艺进行改进，以解决现有问题。
2工艺改进方法
为了增强支护强度，将原有长350mm镭索盘加长至3.0m，每个锚索盘上打三个锚索孔，每个错铺索孔间距由原来的3.0m缩短为1.0m，有效加强了顶板支护强度，减少了打托板或码木垛等工序，既节省了材料的投人，又减少了并下员工的劳动强度。改进前后支护示意图如图1,2。
顶板支护强度方面的改进：以钱家营矿1622E工作面为例原支护强度安全系数验算如下：
该段巷道最高高度4.2m，宽度4.5m，锚杆使用长2.4m高强错杆，
图1原切眼上下出口支护示意图
p
图2改进后切眼上下出口支护示意图
石容重，取2.61/m;H一冒落拱高度；取1.37t/m;B一巷道宽度。取 4.5t/m。
经对比，改进后支护强度明显增强。 3改进后的效果
改进后的支护工艺使用以来，已在钱家营矿业分公司多个工作面进行应用，经反应，这种新工艺很好的解决了我公司在巷道掘进过程中切眼上下出口顶板支护难的问题
3.1在安全方面，使用改进后的工艺，解决了巷道高，支护难的问题，基本杜绝了因错索失效而造成的研石冒落伤人的事故，大大提高了员工运输的活动空间，减少了硅手碰脚事故的概率；巷道大跨度支护改变了以往因跨度小爆破开口掘进施工工艺，降低了劳动强度，提高了施工
间距700mm，排距800mm，锚索使用长8m的顶锚索，排距1.6m，间距
安全系数。
3.2在效率方面，应用新工艺后，改变了原来加打锚索、打托板或码
3m。
按普氏理论计算冒落拱高度H：H=
B/2+h·tg(45-Φ/2)
f
式中：B—巷道荒断面宽度，切眼初掘4.5m。h—巷道荒断面高
度，取4.2m，f顶一顶板岩石普氏硬度系数，取4中帮一帮煤体的内摩操角，取15。。
通过计算得：H=1.37m；
锚网支护强度的验算：，.ZQ.ZQ.杆·Q，#
9
H·B·Y
n=(7*P1/0.8+2*P2/3)(H*B* )(7*8/0.8+2*10/3)(1.37*4.5*2.61)=4.76
木垛的施工工艺，大大减少了作业的工作量和劳动强度，提高了工作效率。工作面开口由原来的爆破掘进改为掘进机进尺，每班的进尺效率提高了60%以上，较大提高了掘进工作面的工作效率。
结束语
开滦钱家营矿业分公司地质条件复杂，开采的为深部煤层，导致巷道压力较大，顶板支护问题对生产的制约越来越显而易见，项板支护新工艺的应用，改变了以往顶板支护方式单一化，简化了作业工序，提高了生产效率，降低了煤矿伤亡事故率，成为更适合煤矿安全、高效、生产的支护工艺，既保证了煤矿井下员工的人身安全，又保证了公司每年顺
P1一单棵错杆的错固力，取8t;P2—锚索的锚固力，取10t；一岩
利完成600万的生产任务。
石容重，取2.61/m；H一冒落拱高度；取1.37/m;B—巷道宽度。取
参考文献
4.5t/m。
上述计算结果表明，锚索加密方式加固顶板的形式，其对顶板压力的安全系数为4.16
改进后，由于采用3m错索盘，间距变为1m则安全系数为：
ZQ.ZQ.#+Q.#
H·B·7
9
n=(7*P1/0.8+2*P2/1)(H*B* (7*8/0.8+2*10/1)(1.37*4.5*2.61)=5.59
一岩
P1一单棵锚杆的锚固力，取8t;P2错索的锚固力，取10t；
[1]何满潮等，中国煤矿锚杆支护理论与实践[M]北京：科学出版社,2004.[2]张向东等.铺杆支护配套技术设计与施工[M]北京：中国计划出版社， 2004.
[3]郭中平.关于款岩矿并巷道掘进顶板支护的探索刀内蒙古煤炭经济， 2012(12);9596.
[4]李文.矿并项板支护技术]科技资讯,2012(5)：79-80.
[5]除尤松，完礼平,对软岩矿并巷道据进项板支护的探索矿业安全与环保,2009(1)：3334
作者简介：李国阳(1987,9，29-），男，助理工程师，2011年毕业于河北工程大学，现任钱家营矿业公司据进一区技术员。
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