轻型单体液压支柱在临时支护中应用

轻型单体液压支柱在临时支护中的应用

【摘要】目前掘进工作面迎头采用何种有效的临时支护方式，一直是困扰着掘进系统安全生产的难题。九里山矿与石家庄中煤装备制造股份有限公司合作，采用玻璃钢（frp）材料设计研制出一种轻型单体液压支柱，利用井下供水管作为液压系统，研究、试验出一种新型的临时支护的方法。

【关键词】临时支护；新型；轻型单体液压支柱

作者简介：李留想（1976—），男，河南焦作人，毕业于河南理工大学，现任河南煤化焦煤集团九里山矿掘进队技术主管。

临时支护是指在地下作业时，为了防止岩石的掉落，采取措施支住顶板，使施工得以继续进行的一种暂时的支护方式，主要形式有：打点柱、前探梁、液压支柱等。目前掘进工作面迎头采用何种有效的临时支护方式，一直是困扰着掘进系统安全生产的难题。对煤层巷道来讲，过去采用架棚支护时，临时支护采用前探支架的方法，取得了较好的效果。随着锚杆支护技术的普遍应用，解决如何进行临时支护问题就显得极为紧迫。从目前的现场操作来看，各地的做法不尽相同。有使用前探梁的，也有使用液压支柱的。它们的使用效果也不一样。相比而言，使用单体液压支柱作为临时支护及时、有效、简单、适应性强，是临时支护技术的发展方向。但也存在不少缺点，比如钢制单体支柱笨重、需要液压泵站等。为了解决上述问题，使其更加完善，河南煤化焦煤集团九里山矿与石家庄中煤装备制造股份有限公司合作，采用玻璃钢（frp）材料设计研制出一

种轻型单体液压支柱，利用井下供水管作为液压系统，研究、试验出一种新型的临时支护的方法。

１．工作原理与主要技术参数

该种轻型单体支柱是外部供水的恒阻式支柱，以井下静压水为工作介质，工作介质通过过滤器、注液枪、三用阀上的单向阀注入缸筒，顶出活柱，支撑住巷道顶板。达到初撑力后撤下注液枪，三用阀上的单体阀封住液体，使活柱不能下降。当巷道顶板有微量下降时，引起活柱产生相应的微量下降，缸筒内的工作介质压力增高使活柱顶力增大，从而平衡顶板的下降力。当顶板压力过大，引起缸内工作介质压力超过三用阀上安全阀的调定压力时，安全阀自动打开泄液，使活柱下降，保护支柱不受损伤。使用完毕后，将卸载手把插入三用阀上相应的孔中转动泄压手把，打开三用阀的卸载阀，活柱在复位弹簧的拉力作用下复位，并将工作介质从卸载阀快速排除。

2.轻型单体支柱基本参数

3.临时支护施工

3.1 临时支护形式：dwb28-30/100轻型单体液压支柱+π型梁。

3.2 临时支护的材料及规格

（1）dwb28-30/100轻型单体液压支柱5根（1根备用）。

（2）π型梁长度1.8m，共3根（1根备用）。

（3）注液枪、卸载手把各一把。

（4）规格为250×250×30mm木鞋10块（6块备用）。

（5）规格为1200×200×40mm木背板10块（10块备用）

3.3 临时支护的架设标准

（1）巷道掘进时，使用两根π型梁和四根轻型单体进行临时支护。每根π型梁配二根轻型单体为一组临时支护装置。

（2）每根π型梁长度为1800mm，每根π型梁上两根轻型单体液压支柱的间距设计为1400mm。π型梁沿巷道掘进方向布置，每根π型梁上的两根单体的支设位置距离梁两端头为200mm，两根π型梁的间距为1200mm，允许偏差±100mm。临时支护时，π型梁的后端距离已经支护过的巷道和梁的前端距离工作面不得超过200mm。（3）为防止轻型单体支柱歪倒，每根轻型单体支柱和每根π型梁的两端都必须用一根ф10mm的专用防倒绳将单体支柱、π型梁与顶板上的金属网连接在一起。每根防倒绳长500mm，绳一端栓在单体柱头下的活柱上，另一端通过钢筋钩挂在顶网上。

（4）每根轻型单体支柱垫一块木鞋，木鞋规格为250×250×30mm。

（5）巷道超挖时，在超挖处必须用规格为1200×200×40mm木背板背在π型梁上，背板平行排列，间距不超过200mm。

（6）每根轻型单体支柱的工作压力不低于1.0mpa。

3.4 临时支护加设方法

（1）工作面爆破后，等待20分钟待炮烟稀释后，延接风筒至距离工作面不大于15m的位置，班长、爆破工共同检查工作面无安全隐患后，其他人员方可进入工作面。

（2）由有经验的老工人对工作面进行“敲帮问顶”，清除顶、帮及迎面墙危岩活矸，按要求将金属网与上一排金属网连接牢固，然后用一根轻型液压单体支柱将金属网顶至巷道顶板上。

（3）两人将1根π型梁托在顶板下的金属网下，一人将一根单体支柱扶正顶在π型梁上距靠近永久支护端200mm处，一人注液，将单体支柱支撑牢固；然后按照同样方法支撑固定π型梁另一端。（4）第一根π型梁支护完毕后，卸载原用来顶网片的单体支柱，用同样的方法安装另一根π型梁。

（5）用ф10mm的专用防倒绳将单体支柱与顶板上的金属网连接在一起。

4.使用效果分析

该种轻型单体支柱与传统的木支柱、前探梁支护和定型钢支柱相比，技术上更先进。它具有较高的初撑力，能够有效地主动支柱顶板。操作系统更加简单，不需要复杂的液压系统，井下的静压水完全能够满足使用要求。它具有重量轻、耐腐蚀、易操作、安全性好等特点。该种轻型单体支柱的重量较轻，为同高度的钢支柱的40%，搬走和支护时明显减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率。它的适用范围广，可以在各种掘进工作面使用，也可以适用于巷道维修等。

目前该种轻型玻璃钢单体液压支柱已在九里山矿的各个掘进工

作面推广使用，均取得了较好的效果，有效地杜绝了掘进迎头的空顶作业现象，对促进安全生产具有积极的意义。