螺旋式千斤顶支柱作为临时支护在打通一矿的应用

李迁陆 陈浩

【摘 要】掘进巷道临时支护是指井巷施工中，为了防止顶板岩石掉落或垮落，采取措施支护顶板，使施工得以继续进行的一种暂时的支护措施，从而保护掘进施工人员安全。

【关键词】千斤顶；临时支护

近年来，随着我矿生产水平的延伸，巷道压力越来越大，导致顶板的安全管理难度越来越大，为了加强全岩巷道掘进期间的顶板安全管理，防止发生顶板事故的发生，自2014年11月以来，打通一矿成立全岩巷道临时支护装备改进的科技攻关小组，本着“技术可行；安全可靠；经济合理；轻便适用”的原则，对原有的TYB乳化泵配ф63mm缸径单体液压支柱作为临时支护装备的改进，成功实验出采用32吨螺旋式千斤顶支柱作为全岩巷道临时支护装备在现场施工中收到较好的效果。现将螺旋式千斤顶支柱在打通一矿东区E7号下座瓦斯巷掘进期间作为临时支护的应用情况介绍如下。

一、东区E7号下座瓦斯巷概况

东区E7号下座瓦斯巷主要为E2709工作面瓦斯抽放服务，总工程量为263米，巷道坡度12°，巷道支护方式为裸支，巷道岩性为茅口灰岩，巷道规格为BYG-30×30，巷道掘进断面积为8.99m3，该巷采用普通钻爆法施工。

二、两种全岩巷道临时支护工作原理

1、单体液压支柱作为临时支护的工作原理

全岩巷道单体临时支柱工作原理是利用TYB小型乳化泵将工作介质（液体）压入密闭的油缸，迫使活柱上升，初撑时利用液体的压力使支柱给予顶板一定的初撑力，当顶板的压力超过支柱的初撑力时，油缸中的液体压力提高，通过液体给予顶、底板一定的反力，使顶板的压力形成新的平衡，阻止或延缓顶板离层或下层，达到维护顶板的目的。该套临时支护需要配备的装备有TYB小型乳化泵1台、Φ63mm缸径单体液压支柱不少于6根、注液枪2把、Φ10mm钢鞭管60米。如图一所示。

图一 单体支柱临时支护图

2、 螺旋式千斤顶支柱为临时支护的工作原理

螺旋千斤顶又称机械式千斤顶，是由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒升降千斤顶。该套临时支护需要配备的装备有32吨螺旋式千斤顶、可调式伸缩立柱。如图二所示。

图二 螺旋式千斤顶支柱临时支护图

三、两种全岩巷道临时支柱的比较

1、操作方面比较

（1）螺旋式千斤顶支柱升柱时主要时采用人力通过螺旋副传动的方式升降千斤顶，该方式使用活动扳手即可完成，不需要配置液压泵站和安设液压管道；单体液压支柱主要采用TYB小型乳化泵将工作介质（液体）压入密闭的油缸来进行升柱，每次升柱是都要把耙岩机后方清水泵上的Φ10mm钢鞭管连接好注液枪后铺设到掘进碛头进行注液，同时在注液过程中，乳化泵位置还要单独安排一名员工负责乳化泵的加压及观察压力表上的压力。加压完成后又必须将注液的钢鞭管回收至乳化泵站位置。

（2）螺旋式千斤顶支柱重量轻，员工在使用时搬运方便；单体液压支柱同比螺旋式千斤顶支柱，则较重，在碛头搬运较为困难。

（3）螺旋式千斤顶支柱存放方便，每次使用完成只需存放在耙岩机后方宽敞的地点，无其他附属配套设备，移动方便；根据公司顶板装备管理规定，单体液压支柱使用的乳化泵必须滞后于耙岩机后方，且距离碛头的距离不超过50米，因此掘进头每次钉道后，都得向碛头方向移乳化泵和单体，同时乳化泵的开关也必须一并前移。因此每次釘道后，移乳化泵、单体、开关就相当麻烦，特别在上掘巷道移乳化泵、单体、开关就更麻烦，因为乳化泵特别重，每次移泵都要把乳化箱的水放干，就容易造成下掘巷道淹碛头。

（4）螺旋式千斤顶支柱无其他附属配套设备，不要风、水、电等资源，操作方便，携带方便；在进行一些地方零星补打锚网的工作时，需要进行临时支护，都要安排安装乳化泵、开关，需要停电搭火，停水卡盘，影响面积大。

2、经济方面比较

螺旋式千斤顶支柱为临时支护需要配备的装备有32吨螺旋式千斤顶和可调式伸缩立柱，配备的费用低；单体临时支护需要配备的基本装备有TYB小型乳化泵1台、Φ63mm缸径单体液压支柱不少于6根、注液枪2把、Φ10mm钢鞭管60米，配备的费用高。

3、安全方面比较

（1）螺旋式千斤顶支柱不需要开关、电缆、管道等附属配套装置，就不存在电气失爆；乳化泵距碛头的距离不超过50米，因此碛头放炮时，崩出的煤矸易砸破乳化泵开关的电缆及清水泵开关和电缆频繁移动，造成电器失爆。

（2）螺旋式千斤顶支柱无其他附属配套设备，能够适应各种空间大小的巷道，不影响安全间距；乳化泵箱体的规格为0.8（长）*0.7（宽）*0.7（高），在巷道规格为BYG-25×28的断面进行安装，就很难满足距离轨道0.4米的安全间距，曾经在施工这样规格的瓦斯巷的时候，有时为了安装乳化泵还要单独打设1个硐室，以此保证乳化泵距离碛头的距离不超过50米。

（3）螺旋式千斤顶支柱作为临时支护时不要乳化泵站，就不存在液压系统注液；单体支柱采用TYB小型乳化泵将工作介质（液体）压入密闭的油缸来进行升柱，在作业时，乳化泵的乳化箱必须要保证一定的乳化液浓度。而实际作业时，有时存在采用未加乳化液的工作介质对单体进行加压，造成潜在的安全威胁。

（4）螺旋式千斤顶具有自锁功能，不会造成卸压现象；单体支柱打设在掘进碛头作为临时支护时，单体支柱有时存在泄漏现象，易造成单体卸载倾倒伤人。

4、技术方面比较

（1）螺旋式千斤顶支柱采用的是32吨的千斤顶作为加压装置，从承载能力上能够满足原Φ63mm缸径单体承受5吨的压力，符合临时支护支撑顶板的规定；Φ63mm缸径单体承受5吨的压力，符合临时支护支撑顶板的规定。

（2）螺旋式千斤顶支柱无其他附属配套设备，维护量小；螺旋式千斤顶支柱附属配套设备多，设备维护量大。

四、螺旋式千斤顶支柱试验总结

两种支柱在生产实践中的应用，进行对比发现螺旋式千斤顶支柱在“技术可行；安全可靠；经济合理；轻便适用”等方面更具优势，由于千斤顶自身结构紧凑、体积小、重量轻，携带方便，自从在我矿E7号瓦斯巷掘进期间作为临时支护装备使用以来，深受现场工人们喜欢，减少了员工的违章。有效的解决了全岩巷道临时支护的难题，对于控制巷道顶板事故起到了积极的作用。

参考文献：

[1] 吴再生 刘禄生 井巷工程 ，2005.1

[2] 谢锡纯 李晓豁 矿山机械与设备，1999.2