掘進(jìn)工作面臨時支護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)_第1頁
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文檔簡介

1、掘進(jìn)工作面臨時支護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)一、臨時支護(hù)形式:1、金屬前探梁:巷道斷面凈寬4000mm以下的使用3根前探梁,凈寬4000mm及其以上的使用4根前探梁(擴(kuò)幫不在此列)。金屬前探梁使用直徑(|)54mm(即2口寸)無縫鋼管制成,長度4000mm,壁厚不小于4.0mm;背木使用長度1600mm、厚度不小于50m和寬度不小于100mm的實(shí)木;吊環(huán)采用厚8mm的鋼板彎曲而成,上焊M20螺帽,將螺帽與前探梁中心錯開60mm的距離,下部為可以上下調(diào)動的螺栓。前探梁臨時支護(hù)最大控頂距離為2000mm,最小控頂距離均為400mm,嚴(yán)禁人員在空頂下作業(yè)。2、輕型單體支柱:采用DWB28-30/100輕型單體支柱(2

2、500mm或2800mm)配合3400m長或3600mm長兀型梁架棚進(jìn)行支護(hù),沿巷道傾向布置,使用一梁二柱,排距800mm,單體支柱與巷道高、低幫距離均為500mm,巷道低幫使用2500mm長單體支柱,巷道高幫使用2800mm長單體支柱。單體為內(nèi)注式,壓力介質(zhì)為礦靜壓水,迎頭壓力水壓力必須達(dá)到2.0MPa以上。頂板破碎時在兀型梁上方用圓木、半圓木或背板背緊剎緊。使用單體柱臨時支護(hù)時最大控頂距離為2600mm,最小控頂距離為400mm,嚴(yán)禁人員在空頂下作業(yè)。3、弧形前探梁:采用弧形金屬前探梁支護(hù),弧形前探梁弧長為2500mm,寬度為1200mm或800mm,弧形前探梁傘柱采用40mm無縫鋼管加工

3、,傘緣及撐桿采用25.4mm鍍鋅鋼管加工,支腿采用80mm無縫鋼管模仿耙肝機(jī)支腿制作。采用弧型前探梁臨時支護(hù)時,最大控頂距離1600mm,最小控頂距離400mm。4、帶帽點(diǎn)柱:煤(半煤巖)巷跨度w2400mm時打一排,跨度2400mm時打兩排,跨度3200mm打三排,打多排點(diǎn)柱時排距800mm;巖石巷道跨度w2600mm時打一排,跨度2600mm時打兩排,跨度3600mm打三排,打多排點(diǎn)柱時排距800mm。點(diǎn)柱選用直徑不小于150mm的圓松木或輕型單體支柱,點(diǎn)柱上要戴帽(帽規(guī)格500X200x50mm的優(yōu)質(zhì)木料),并用木楔楔緊。點(diǎn)柱要打設(shè)及時,并打在實(shí)底上,無法打在實(shí)底上要墊木料或枕木。使用輕

4、型單體支柱時,水壓必須達(dá)到2.0MPa。二、臨時支護(hù)理論計(jì)算:(一)金屬前探梁:1、頂梁計(jì)算掘進(jìn)工作面空頂范圍的頂壓,可根據(jù)松散介質(zhì)理論計(jì)算:P=(kf)a2式中:P一頂壓,kN/m;f一冒落拱范圍內(nèi)頂板巖石硬度系數(shù),f值取4;k一頂壓系數(shù),中硬巖取k=4/3;a一巷道跨度之半,a=1.8m;冒落范圍內(nèi)頂板巖石密度,取丫=22kN/m3。代入上式計(jì)算的:P=23.8kN/m2、前探梁承受載荷計(jì)算由于掘進(jìn)工作面一般使用3根金屬前探梁,則每根前探梁所承受的載荷為P/3,即7.9kN/m3,掘進(jìn)工作面的最大空頂距離b為2.0m,每根前探梁上的線載荷q=(P/3)油=(23.8/3)X2.0=15.9

5、kN3、前探梁強(qiáng)度計(jì)算前探梁的力學(xué)模型簡化為懸臂梁,可計(jì)算出前探梁的最大彎矩M=(q/2)xb=15.9/2>2.0=15.9kNm前探梁承受的最大應(yīng)力為:二二MW其中W為前探梁的抗彎模量,經(jīng)計(jì)算W=8.9xi0-6m3=MW=15.9/(8.910-6)=1.78106Pa而前探梁梁體的許用應(yīng)力o=2.4><106Pa,所以前探梁的強(qiáng)度滿足要求。(二)輕型單體支柱:在松散巖體介質(zhì)及中硬以下巖石,以及小跨度地下巷道(跨度一般小于6m),可以利用M.M.普羅托奇雅可諾夫的拋物形壓力拱理論估計(jì)冒落帶高度:當(dāng)fN時,H=B/2f=4.0/(2>4)=0.50m式中H冒落帶高度

6、,m;B巷道掘進(jìn)寬度,取4.0m;f巖石堅(jiān)固性系數(shù),施工的直接頂為砂巖,取4。單體支柱需要支撐的巖石重力為:Rmax=peXLXS>H=2.2M03X9.8X0.8M.6X0.50=31.0kN式中:P頂板冒落帶范圍內(nèi)巖石密度,取2.2X103kg/m3;g重力加速度,取9.8N/kg;L臨時支護(hù)排距,取0.8m;S兀型梁長度,取3.6m;H冒落帶高度,取0.50m。輕型單體支柱的初撐力(指壓強(qiáng))為:P*max=Rmax/2X兀g/2)2=31.0/2M.14x(0.1/2)2=1.97MPa式中:2在兀型梁上打設(shè)2根單體支柱;d單體支柱柱體的直徑,取100mm=0.1m??紤]一定富裕量

7、,要求煤巷掘進(jìn)工作面使用輕型單體柱作為臨時支護(hù)時,輕型單體柱供液壓力不小于2.0MPa。(三)弧形前探梁靜力學(xué)計(jì)算分析,簡單的中心加載方式。材料尺寸及性能參數(shù):、和四根無縫鋼管采用內(nèi)徑51mm,壁厚8mm,即外徑67mm,絲杠最小內(nèi)徑52mm,絲杠對應(yīng)的外部連接鋼管外徑80mm,內(nèi)徑60mm以上鋼管材料均選用27SiMn高強(qiáng)度無縫鋼管,材料屬性:彈性模量=210GPa,抗拉強(qiáng)度。b=1020MPa,屈服點(diǎn)仃s=850MPa。絲杠材料為40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼,屈服極限j=785MPa。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示圖1弧形前探梁結(jié)構(gòu)圖因?yàn)樵撉疤搅褐饕鹋R時支護(hù)作用,忽略動態(tài)特性,在不考慮偏載的情況下,直接簡化

8、為軸向受載的靜力學(xué)分析,通過對圖1所示的結(jié)構(gòu)圖分析可以知道,在存軸向載荷作用下工作時主要存在以下兩個薄弱環(huán)節(jié):鋼管截面處和鋼管截面處。1、直接受壓計(jì)算:鋼管截面處強(qiáng)度校核:在載荷F作用下,該處截面壓應(yīng)力F4F4FC7=-_2222A3二(D-d)二(0.067-0,051)安全系數(shù)n='s二s=850MPaCT2-.2、r1L二(0,067-0,051);:s2當(dāng)n=3時,F(xiàn)=420.14kN'4n鋼管截面處強(qiáng)度校核:在載荷F作用下,該處截面壓應(yīng)力F4F4F。=A二(D2-d2)二(0.082-0,062)安全系數(shù)nsos=850MPaa22(0,08-0,06)::s當(dāng)n=3

9、時,F(xiàn)-=623.08kN4n2、軸心載荷穩(wěn)定性計(jì)算為安全起見,把前探梁簡化為只有鋼管和鋼管承受軸向載荷,即形成一個變截面壓桿穩(wěn)定性問題,來求解該簡化模形的臨界載荷,如圖2所示:這里L(fēng)1=900mm=0,9mL2=60mm=0.06mL3=757400=1.157mev%為偏載距離,這里取為0=62=0(1)根據(jù)力學(xué)原理,可建立如下平衡微分方程,即EiJ$=FdXj式中Ei一立柱第i段彈性模量;Ji一立柱第i段慣性矩;叫一立柱第i段撓度。解微分方程,可得方程通解,即撓度i=yzcokiXiy2isi曲di轉(zhuǎn)角二-KHzsirkiXi-y?icoaXi)dXi彎矩Mi=Fi其中ki=jF/EJi

10、。圖2變截面壓桿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)簡圖(2)邊界條件根據(jù)立柱計(jì)算模形,可得如下邊界條件為1x1=0'1Ixia二'21x2-0di|二d2|dx1x1dl-dxX2=01juyi1uy2'2|x242='3|x3=0x3-0d21二七dx2x2*dx3.'3=e2令:sinkJi=§,cosk3=G可得如下方程組(以矩陣方式表達(dá)),即AY=ByT=乂y2V3y4ysy61BT=e10000e21式中C1S1一k1S1A=kC-10-k2C2S2-1-k2s2k2c20-k3C3S3求解方程組,可得到參數(shù)必、V3y6,再代入方程,就可得到以F、J、E、I、

11、口、e為參變量的立柱各點(diǎn)的撓度、轉(zhuǎn)角、彎矩。(3)立柱穩(wěn)定性校核對于線性方程組,利用克萊姆法則,可求得撓度待定系數(shù),即V=Di/A其中,Di為矩陣A中第i列被矩陣B所代替而形成的矩陣行列式。在式中,y的大小決定著撓度的大小。當(dāng)VCs、即|A=0時,撓度仍也趨向于如,則立柱失穩(wěn),而對于給定立柱斷面和高度時,Di為一定值,因而A=0為立柱失穩(wěn)的必要條件。由式可知,A=0即2k1k2cle2s3k1k3cle3s2k2k3c2c3sl-k2s182s3=0該式為一超越方程,可用牛頓迭代法解此方程,求得給定立柱斷面和立柱高度的臨界載荷。這里通過matlab求解得出Fmax=i344kN,即在該力作用下

12、簡化的模形已經(jīng)處于任意變形狀態(tài),所以,安全作用力應(yīng)該為:F三Fax=Fmax=268kNn5三、臨時支護(hù)施工工藝:(一)金屬前探梁(以使用三根前探梁為例):1、工作面每次放炮或割完煤后,安排設(shè)專人(至少2人,1人照燈觀察、1人工作)站在已支護(hù)好的頂板下使用長度不小于2500mm的專用工具進(jìn)行敲幫問頂,將工作面活研危石找凈,確認(rèn)安全后,進(jìn)行前探梁臨時支護(hù)工作。2、連網(wǎng)工站在永久支護(hù)下,將續(xù)接的平焊鐵絲網(wǎng)與迎頭永久支護(hù)的頂網(wǎng)用鐵絲臨時固定(固定23道即可,搭接長度不小于100mm),續(xù)接的頂網(wǎng)之間要用一塊頂網(wǎng)連成整體。3、架設(shè)前探梁需要四人,其中三人架設(shè),一個監(jiān)護(hù),架設(shè)前探梁人員必須由跟班隊(duì)長或班

13、長指定的有經(jīng)驗(yàn)的老工人來完成。監(jiān)護(hù)人員要站在永久支護(hù)下的安全地點(diǎn),并不得影響架前探梁人員的安全退路。4、站在永久支護(hù)內(nèi),將6個前探梁吊環(huán)分別擰緊在靠近工作面迎頭的兩排中間的三根(即2#、3#、4#)錨桿上,要求上滿絲扣。5、將三根前探梁分別穿入兩排吊環(huán)內(nèi),向前插至前排吊環(huán)前方約1m處,插好前探梁銷子,在推前探梁過程中,將頂網(wǎng)頂?shù)角疤搅荷戏健?、在距前排鋼帶600mm處,在前探梁上背兩塊1.6m長背木,與前探梁垂直緊貼放置,兩塊背木之間錯接長度600mm。7、人員站在臨時支護(hù)下,對肩窩不夠處進(jìn)行開刷達(dá)到巷道設(shè)計(jì)尺寸。8、在背木前方緊貼背木放好鋼帶,鋼帶要與前探梁垂直。9、在前探梁兩側(cè)安排人員穩(wěn)固

14、好鋼帶及背木,一人緩慢推前探梁,使前探梁緊貼工作面迎頭。10、在距前排背木800mm處,在前探梁上背兩塊1.6m長背木,與前探梁垂直緊貼放置,兩塊背木之間錯接長度600mm。在前排背木前方緊貼背木放好鋼帶,鋼帶要與前探梁垂直。11、在前探梁兩側(cè)安排人員穩(wěn)固好鋼帶及背木,一人緩慢將前探梁推至迎頭,并將前排吊環(huán)的前探梁銷子插到適當(dāng)位置并插好。12、在后排吊環(huán)后方壓前探梁,使前探梁背木與頂板貼實(shí),然后用銷子將前探梁壓緊壓死。(二)輕型單體支柱(以循環(huán)進(jìn)度2400mm為例):1、工作面每次放炮或割完煤后,安排設(shè)專人(至少2人,1人照燈觀察、1人工作)站在已支護(hù)好的頂板下使用長度不小于2500mm的專用

15、工具進(jìn)行敲幫問頂,將工作面活研危石找凈,確認(rèn)安全后,進(jìn)行前探梁臨時支護(hù)工作。2、施工人員站在永久支護(hù)下按設(shè)計(jì)位置用鐵鍬挖出第一排所需要的兩根單體柱的柱窩。待第一排柱窩挖完后,掛好第一排頂網(wǎng),把單體柱放到挖好的柱窩里。3、將M鋼帶放到柱窩前方,然后把兀型梁放到柱頭上,接著用壓力水為單體柱注液,使單體柱頂緊兀型梁,保證單體支柱初撐力不低于2.0MPa。接著將系在單體柱柱頭的雙鉤防倒繩掛到距柱頭300mm范圍內(nèi)的頂網(wǎng)上(將兀型梁兜?。?。4、第一排臨時支護(hù)施工完畢后再次進(jìn)行敲幫問頂,確保無問題后,施工人員站在第一排臨時支護(hù)下按上述方法施工第二排的臨時支護(hù)。第三排臨時支護(hù)與第二排操作方法相同。5、為方便

16、永久支護(hù),第一排臨時支護(hù)距永久支護(hù)的間距為600mm,第二排臨時支護(hù)距第一排臨時支護(hù)為800mm,第三排臨時支護(hù)距第二排臨時支護(hù)為800mm,第三排距離煤壁控頂距離不得大于400mm,超過400mm需再加打一排。(三)弧形前探梁:1、工作面每次放炮后,安排設(shè)專人(至少2人,1人照燈觀察、1人工作)站在已支護(hù)好的頂板下使用專用撬杠進(jìn)行敲幫問頂,將工作面活肝危石找凈,確認(rèn)安全后,進(jìn)行前探梁臨時支護(hù)工作。2、活肝危石找凈后,安排一人使用鐵鍬,站在已支護(hù)好的頂板下,將待安裝前探梁位置處的肝堆鏟平,將前探梁搬運(yùn)至工作面,然后進(jìn)行安設(shè)前探梁工作。3、安排施工人員將前探梁的上部弧形和下部絲杠分別,搬至工作面

17、,由23人抬起弧形部分,一人拿起下部絲杠進(jìn)行對接,安裝弧形前探梁的人員要協(xié)調(diào)好,只有確認(rèn)安裝牢固后,弧形前探梁的底座要坐實(shí)坐牢,方可放手。移動弧形前探時,要保持弧形前探梁平穩(wěn)。4、將頂部網(wǎng)片在工作面綁扎好,用12#鐵絲每隔300mm雙股雙排綁扎,網(wǎng)片搭接長度為100mm,網(wǎng)片數(shù)目因放炮進(jìn)尺不同,網(wǎng)片用量也不相同,確定網(wǎng)片用量的原則:弧形前探梁圓弧長度范圍和炮掘進(jìn)尺范圍內(nèi)網(wǎng)片要布滿。將網(wǎng)片鋪在弧形前探梁上。旋轉(zhuǎn)弧形前探梁的下部絲杠,使弧形前探梁的弧形部分和巷道拱部楔合緊密。5、針對頂板不平整的前探梁與頂板之間超過100mm的超挖處,可使用背木背實(shí)。若頂板尺寸未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時,施工人員由外向里逐段

18、開刷頂板達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(開刷時站在有支護(hù)的頂板下,頭嚴(yán)禁伸至10空頂段),刷好一段,將掛好頂板支護(hù)所需網(wǎng)片的前探梁前移到開刷位置最前端,直至開刷頂板達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后,緊固前探梁下部支腿,是前探梁與開始打注頂板錨桿。拱部錨桿支護(hù)完成后,及時將前探梁拆除,撤至耙肝機(jī)后方,以防放炮崩壞。6、工作每循環(huán)爆破進(jìn)尺應(yīng)控制在1600mm(使用1200mm寬前探梁支護(hù),控頂距保證在400mm)。當(dāng)巷道進(jìn)尺超過1600mm后,可先施工前探梁支護(hù)范圍內(nèi)的拱部錨桿。超過控頂距范圍內(nèi)的部分可移動弧形前探梁臨時支護(hù)后,再施工錨桿即進(jìn)行前探梁的二次使用。工作面支護(hù)上部時,任何人嚴(yán)禁進(jìn)入空頂區(qū)。四、安全注意事項(xiàng):1、掘進(jìn)機(jī)施工的掘

19、進(jìn)工作面,嚴(yán)禁利用截割臂代替金屬前探梁。迎頭施工人員必須在正規(guī)的金屬前探梁或帶帽點(diǎn)柱保護(hù)下工作。2、當(dāng)頂板平整但礦靜壓水水壓達(dá)不到設(shè)計(jì)值時,必須使用乳化液泵站或清水泵站(以現(xiàn)場實(shí)際使用為準(zhǔn))為單體柱供液并達(dá)到設(shè)計(jì)值,否則不得使用單體柱做為臨時支護(hù),但可以使用前探梁臨時支護(hù)。3、使用輕型單體支柱作為臨時支護(hù)時,迎頭50m范圍內(nèi)必須在供水管上安裝一塊水壓表用來測量迎頭水壓,并備有一塊柱壓表用于測量單體支柱壓力。4、單體柱必須完整無缺,要支到實(shí)底上,迎山有力。單體柱活柱行程不得小于200mm,不得大于500mm,支柱初撐力不得小于2.0MPa。5、單體柱有泄液、漏液、松動等現(xiàn)象導(dǎo)致無法使用時,必須及

20、時補(bǔ)打單體柱后將原單體柱替換掉。6、開柱時,手不能放在柱頭或梁頭上,注液槍使用時,槍頭嚴(yán)禁指向人,且使用完畢后要及時掛在巷幫,嚴(yán)禁落地。7、放炮后或割煤后必須及時進(jìn)行臨時支護(hù),盡量減少頂板裸露時間。所有作業(yè)環(huán)節(jié)人員都必須站在臨時支護(hù)下進(jìn)行,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。8、煤巷使用單體支柱作為臨時支護(hù)時,施工完成一排鋼帶頂錨(不包括錨索)后,即可將其附近一排臨時支護(hù)拆除。單體支柱靠幫11立放要用防倒繩將單體柱系到幫部鋼筋網(wǎng)上。9、放炮或割完煤后及時安設(shè)并前移臨時支護(hù),前探梁必須緊跟迎頭,人員必須在前探梁的掩護(hù)下工作,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。臨時支護(hù)使用完后放于固定位置,不得挪作他用。10、工作面使用的臨時支護(hù)必須有備用

21、量。使用金屬前探梁臨時支護(hù)的,必須備有一根完好的前探梁、兩個前探梁環(huán)和兩塊背木;使用單體支柱臨時支護(hù)時,必須備有兩根完好的單體支柱和一根完好的兀型梁;使用弧形前探梁臨時支護(hù)時,必須備有一個同樣完好的弧形前探梁。11、巷道開口、遇到斷層等特殊條件無法使用金屬前探梁、輕型單體支柱或弧形前探梁作為臨時支護(hù)時,巷道可使用帶帽點(diǎn)柱作為臨時支護(hù),但循環(huán)進(jìn)尺不得超過1200mm。12、煤巷背木使用長度1600mm,巖巷背木使用長度1200mm,均采用厚度不小于50m和寬度不小于100mm的實(shí)木。五、處罰標(biāo)準(zhǔn):1、掘進(jìn)工作面不使用臨時支護(hù)空頂作業(yè)的,罰跟班隊(duì)長和班長各1000元,罰隊(duì)長500元。2、掘進(jìn)工作面使用臨時支護(hù)不規(guī)范,不能起到應(yīng)有作用的,每次罰跟班隊(duì)長和班長各200元。3、井下使用的臨時支護(hù)備用量不足本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)量的,每少一件罰跟班隊(duì)長和

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