成果应用Ｕ型钢与工字钢扩杆支护在软岩支护中的应用刘运福，关永龙（郑州煤业集团公司芦沟煤矿，河南郑州４５２３７４）摘要：通过利用煤层动压注水、手镐配合风镐掘进、Ｕ型钢支架配合工字钢扩杆支护联合技术的实验，找到了解决芦沟煤矿巷道压力大、失修快、难以维护、使用周期短等难题的途径。关键词：动压注水；风镐掘进；Ｕ型钢；扩杆支护中图分类号：ＴＤ３５３文献标识码：Ａ文章编号：１００５－２７９８（２００６）０３－００２６－０１１实验区概况２．２手镐配合风镐掘进技术掘进期间， 采用４Ｌ一２０／８型空压机供风，在巷 ２１１２１炮采放顶煤工作面位于芦沟煤矿２１采内铺设一趟Ｄ ８０ ｍｍ的压风管路，配备两部风镐，区西翼，工作面走向长２４０ ｍ，倾斜宽３２一９０ ｍ，煤巷道下部采用风镐落煤，中上部采用手镐配合风镐厚１４一２５ ｍ，倾角５一２００，开采标高一８０－掘进。一１１０ ｍ。煤层伪顶为０一０． ５ ｍ厚的炭质泥岩，直２．３ Ｕ型钢支架与工字钢扩杆联合支护技术接顶为１．３１ ｍ厚的砂质泥岩，老顶为２２．８ ｍ厚的中巷道采用９矿Ｕ型钢支护， 棚距０．６ ｍ，巷道净粒砂岩，直接底为１６ ｍ厚的砂质泥岩，老底为１２ ｍ断面９． ４ ｍ２，掘进断面１０． ８ ｍ２ ， Ｕ型钢支架架设厚的Ｌ：一Ｌ：灰岩。所采煤层为二叠系二Ｉ煤层，煤后，滞后迎头３一５ｍ用２．６ ｍ ｘ２．６ ｍ的１２＃工字钢质为超低灰低硫优质无烟煤，松软易碎、与水粘结，在巷内进行扩杆支护，杆距２．４ ｍ，工字钢加套在两在回采过程中７０％以上为粉煤。该面南部为芦沟架Ｕ型钢支架的中间部位，梁头紧贴巷道两帮，扎正断层，受断层影响，煤层顶底板起伏变化较大，工角０．５ ｍ，柱窝深０．２ ｍ，底杆架好后在两底杆上靠作面西部为一背斜构造，东部为一小向斜构造。两侧穿两根工字钢梁，串杆梁紧靠两侧的Ｕ型钢２１１ ２１运输巷全长２７０ ｍ，受地质条件的影响，梁，不紧处用木鞋、木楔背紧，两梁间用８一１０ ｃｍ长外段１７０ ｍ巷道留有３一５ｍ厚的底煤，西部１００ ｍ度适当的小径木撑紧，杆与杆相互搭接紧密。巷道基本沿底。３效果分析２联合掘进技术的应用３．１增加支架的稳定性，延长巷道的使用周期２．１浅孔动压注水技术 芦沟矿巷道压力大，特别是回采巷道大多沿煤巷道在掘进过程中， 采用煤层浅孔动压注水技层底板或在煤层中间布置，巷道顶煤松软、易落易术。注水时采用矿用煤电钻、Ｄ ４２ ｍｍ麻花钻杆打冒，且受工作面采动的影响，矿压显现特别明显，巷孔，注水孔沿巷道周边布置，全断面设４一５个孔，孔道支架在矿山压力作用下发生错位、弯曲、扭曲、断间距１．５一２．５ ｍ，下俯角１０一１５０、上仰角３０一４５０，裂等严重变形，支架损坏严重，巷道失修较快且失修眼深４．０一６．０ ｍ，沿巷道方向每１．５一２．０ ｍ注一严重，回采巷道的变形速度达１０一３０ ｍｍ／ｄ，巷道使个循环，用Ｄ４２ ｍｍ、长１．２ｍ封孔器封孔，封孔深度用周期２一４个月，扩修周期１一３个月。１．５一２．０ ｍ，注水压力２一３ ＭＰａ，单孔注水时间１５２１１ ２１运输巷通过采用煤层动压注水、手镐配一２０ ｍｉｎ，注水量３００一４００ ｋｇ，可边掘进边注水，使合风镐掘进、Ｕ型钢支架配合工字钢扩杆支护联合煤体逐步均匀渗水，直至渗透到整个煤体，以煤壁或技术，使巷道使用周期明显延长。首先，通过煤体注邻孔渗水为标准，注水后煤体全水增加３％一４％，水，使煤体湿润，湿润的煤体粘结性大大增强，使煤手摸有潮湿的感觉。体具有一定的锈结度，提高了巷道（下转第２９页）收稿日期：２００６－０２－０８作者简介：刘运福（１９７０一），男，河南新郑人，注册安全工程师，从事煤矿生产技术与管理工作。２６ Ｃｏａｌ ３／２００６以减少８次更换大件或处理故障的时间，改进后年直接经济效益为３００多万元。运行结果表明， 使用改进后的拉紧装置，社会效②消除了处理故障带来的不安全因素；③提高了生产效率；④减少了长距离带式输送机的故障率。—益主要表现在以下几方面：①降低了工人劳动强度；〔责任编辑：张曾松〕 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＹＺＬＡ Ｔａｕｔｅｎｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ｏｎ ｔｈｅＬｏｎｇ一ｄｉ ｓｔａｎｃｅ Ｂｅｌｔ Ｃｏｎｖｅｙｅｒ（Ｗａｎ ｇｚｈｕａｎｇ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ，Ｌｕ ａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｃｈａｎｇｚｈｉ ０４６０３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ； Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＹＺＬＡ ｔａｕｔｅｎｉｎｇ ａｄｖｉｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｎｇ一ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｌｔ ｃｏｎｖｅｙｅｒ ｉｎ Ｗａｎｇｚｈｕａｎｇ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ ｈａｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｈｏｃｋ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ， ｔａｕｔｅｎｉｎｇ ｔｒｏｌｌｅｙ ｃｏｍｉｎｇ ｏｆｆｔ ｈｅ ｔｒａｃｋ， ｂｅｉｎｇ ｏｕｔ ｏｆ ｓｈａｐｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｒｕｂｂｅｒｉｚｅｄ ｔａｐｅ ｓｔａｒｔｓａｎｄ ｂｒａｕｇｈｔ ｇｒｅａｔ ｅｃｏｎｎｏｍｉｃ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ．Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ＹＺＬＡ ｔａｕｔｅｎｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ； ｂｅｌｔ ｃｏｎｖｅｙｅｒ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．ＬＩ Ｘｕｅ－ｑｉｎ（上接第２６页）围岩的自身稳定性；其次，在施工期间采用风镐掘进，避免了爆破对围岩的破坏振动作用；第三，利用扩杆支护增加了巷道的支护强度，同放的诱导，从而使瓦斯均匀释放，有利于瓦斯管理。３．４避免了巷道冒顶事故的发生２１１ ２１运输巷注水前煤体全水为３％一４％，煤体松软干燥，易流易冒，掘进期间，巷道流煤或冒顶时也将Ｕ型钢支架连成一个整体，增强了支架的稳定性。实践证明，该技术使巷道成型好，避免了巷道空帮空顶现象；使巷道的围岩变形空间受到一定的限制，减少了矿山压力对巷道支架的反复破坏作用；使巷道的变形速度变慢，变形量减少，使得巷道的使用周期大大延长。２１１２１运输巷自掘进到回采结束历时１３个多月，尽管受到工作面采动的影响，但巷道状况一直保持完好，没有扩修过一次，自始至终满足了安全生产的需要。３．２有利于防尘．改善作业环境现象时有发生，注水后煤体全水为７％一８％，水分增加了３％－４％，手摸煤体有潮湿的感觉，增强了煤体的锈结度，手镐或风镐落煤时，煤体成块下落，避免了顶帮乱流乱冒的现象，杜绝了冒顶事故的发生。４结语 通过采用煤层动压注水、手镐配合风镐掘进、Ｕ型钢支架配合工字钢扩杆支护联合技术，既延长了巷道的使用周期，又利于瓦斯管理及防尘；既有利于保证矿井的安全生产，也有利于提高企业的经济效益。该技术对那些矿井压力大，煤层松软干燥、易落易冒，瓦斯涌出量大的煤巷掘进具有一定的适用性。 采用单一放炮掘进时，巷道内煤尘飞扬，视野模糊，采用煤层注水及风镐掘进后，产尘量明显减少，作业地点视野开阔，空气清新，作业地点的环境得到了明显改善，既有利于作业地点的安全生产，又有利于职工的身心健康。３．３有利于掘进期间的瓦斯管理通过煤层注水， 湿润的煤体对瓦斯的释放起到同时，Ｕ型钢支架配合工字钢扩杆支护联合技术既增加了巷道的支护强度，又将Ｕ型钢支架连成一个整体，增强了支架的稳定性，可用于压力较大的软岩巷道支护。〔资任编辑：常丽芳〕了一定的阻碍作用，使一部分瓦斯在煤体破碎后缓慢涌入采掘空间，一部分随煤体被运出工作面；另外，采用手镐或风镐掘进，避免了放炮对瓦斯瞬间释Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕ一Ｂａｒ ａｎｄ Ｉ一Ｂａｒ Ｓｐｒｅａｄｅｒ ＢａｒＳｕｐｐｏｒｔ ｉｎ Ｓｏｆｔ Ｒｏｃｋ Ｓｕｐｐｏｒｔ（Ｌｕ ｇｏｕ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ， Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｃｏａｌ Ｃｏ． Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５２３７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｕｓｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｓｅａｍ， ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｐｉｃｋ ａｎｄ ｈａｎｄｐｉｃｋ， Ｕ一ｂａｒ ｓｕｐｐｏｒｔａｎｄ Ｉ一ｂａｒ ｓｐｒｅａｄｅｒ ｂａｒ ｓｕｐｐｏｔｒ， ｗｅ ｈａｖｅ ｆｏｕｎｄ ｔｈｅ ｗａｙｓ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓｔｈｅ ｇｒｅａｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｂｅｉｎｇ ｓｏｏｎ ｉｎ ｂａｄ ｒｅｐａｉｒ， ｂｅｉｎｇ ｈａｒｄ ｔｏ ｕｐｈｏｌｄ， ａｎｄ ｓｈｏｒｔｕ ｓｉｎｇ ｃｙｃｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌｓ ｉｎ Ｌｕｇｏｕ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ．Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｄｙｎａｍｉｃａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｆｕｓｉｏｎ； ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｐｉｃｋ； Ｕ一ｂａｒ； ｓｐｒｅａｄｅｒ ｂａｒ ｓｕｐｐｏｒｔＬＩ Ｕ Ｙｕｎ一，ＧＵＡＮ Ｙｏｎｇ ４ｏｎｇ煤第１５卷第３期２９