谢吉栋 王军辉

(永城煤电控股集团有限公司城郊煤矿)

煤矿岩巷掘进临时支护技术优化

谢吉栋 王军辉

(永城煤电控股集团有限公司城郊煤矿)

介绍了煤矿岩巷掘进临时支护技术的概念、工艺流程及相关要求，通过对新型与传统临时支护工艺的对比，确认了新型临时支护技术在工序、使用、主动性、防倒性、适应性等方面都具有显著的优势，并取得了较好的实践效果。

煤岩巷掘进 临时支护 工艺流程

煤岩巷掘进传统的临时支护方式为利用3根或者4根无缝钢管加工制成前探梁与特制吊环，采用木板或木楔进行探梁固定。该临时支护方式操作繁琐，且适应性、支护效果都比较差，顶板管理难度大，掘进施工进度慢。为了在确保安全的基础上提高岩巷掘进速度，对新的巷道临时支护工艺进行了探讨，以寻求新型临时支护方式，克服传统临时支护方式的弊端。

1 新型临时支护

1.1 新型临时支护方式

采用轻型单体液压支柱与单边π型梁，将单边π型梁固定在后巷的永久支护锚杆上[1]，具体如图1所示。巷道断面宽度决定了巷道单边π型梁与轻型单体液压支柱的数量，如表1所示。

图1 锚网索喷巷道临时支护示意(单位：mm)

1.2 轻型单体液压支柱

单体液压支柱主要包括活柱、底座、缸筒、三用阀、手把、复位弹簧等，其中活柱又包括活顶、加长管、封头、活塞管等。单体液压支柱工作介质为乳化液或者静压水，通过过滤器与注液枪将工作介质注入到单体液压支柱的缸管中，实现对巷道顶板的支撑。在单体液压支柱的支撑力到达初撑力之后将注液枪撤下，封存三用阀上的单向阀，避免活柱下降[2]。

表1 巷道断面与临时支护支柱匹配

1.3 支护工艺流程

①处理迎头顶板的活矸与危石；②安装单边π型梁(前探梁)吊环；③利用撑杆挑起网片，将单边π型梁(前探梁)穿入其中；④将网连接到永久支护上，将单边π型梁(前探梁)吊环固定并拧紧；⑤按照先中间后两边的顺序打单体液压支柱，并用防倒绳固定；⑥安装完成后检查支护效果。

1.4 新型临时支护方式的相关要求

(1)强化顶板管理，一旦发现顶板压力大、顶板离层、有响声等情况，要立即停止作业并撤出所有工作面人员，等到顶板恢复稳定时，从外向里强化支护后再继续施工。

(2)爆破完成后必须进行临时支护，将顶板裸露的时间降至最低。施工过程中，工作人员必须在永久支护或者临时支护的防护下进行，如没有支护措施则不能施工。

(3)在临时支护中必须具备“一梁、一柱、一吊环”[3]，其中“一梁”为单边π型梁，“一柱”为轻型单体液压支柱，“一吊环”为单边π型梁专用吊环。在临时支护中，专用吊环必须固定在后巷永久支护锚杆上。

(4)在挖掘单体液压柱柱窝与打注过程中，工作人员必须始终处于永久支护或可靠的临时支护之下，当柱窝完成之后，单体液压支柱要确保有力且不出现松动现象。单体液压柱必须配备防倒绳，避免其倒下。

(5)在掘进的过程中，如果发现临时支护的单体液压柱出现漏液、松动等情况[4]，要及时进行补液工作。每个工作班次都必须安排专人对单体液压柱的支护情况进行不定时检查及循环注液工作，对损坏的单体柱要及时更换，确保支护的质量能够满足要求。

(6)注液枪高压软管连接头必须具备快速结构与插销，而且在连接的过程中确保牢固。每次在使用前必须认真检查，合格后才能够使用。

(7)完成单体液压支柱打注后，如果单边π型梁与上方顶板间的空顶大于300 mm，用木板进行固定。

2 新型支护的特点

(1)实现了工序的优化。新型支护工艺对迎头顶板的活矸与危石进行了更为细致的处理，通过撑杆将网片挑起，并将需要安装的单边π型梁穿入其中，在网连接永久支护的操作上更为便利；吊环固定后，将其拧紧便完成了加固工序，支护效果更为理想；优化了传统的临时支护工艺，缩短了作业时间，使生产组织更加主动；传统的临时支护工艺耗费时间为1～2 h，改进之后仅仅需要30 min[5]。

(2)轻便易用。轻型支柱是一种新型外部供液的恒阻式单体液压支柱，在承载和抗偏载方面有着较为突出的优越性，所采用的材料为玻璃钢，具有重量小、耐腐蚀与易操作的特点。与传统的临时支护中所采用的钢支柱相比，质量仅为钢支柱的40%，在保证安全生产的同时，降低了职工劳动强度，提高了工作效率。

(3)实现了主动支护。新型临时支护工艺为“一梁、一柱、一吊环”。将支护结构承载的巨大负荷转化成支挡结构的一部分，使其服务于支护结构，即巧妙地利用了原本不利的条件，提高了支护效果，使得岩巷掘进更具有安全性与可靠性，实现了主动支护。另外，还节省工程造价，更利于在苛刻的环境中施工。

(4)防倒。专用吊环有显著的固定效果，能够有效地避免单体柱与π型梁压力过大、接触面受力不均、掉梁等情况的发生；单体柱上都配备有防倒绳，提高了单体柱的安全性。

(5)球面活顶适应性增强。轻型单体液压支柱球形活顶配合π型梁，大幅度提升了支护工艺的适应性，当巷道顶板不平或者呈现弧形时，球形活动能够自动调整。

3 结 语

在传统临时支护方式的基础上，新型临时支护方式优化了工序，实现了主动支护、防倒更加有效，球面活顶适应性增强等。当前，新型临时支护工艺已经在岩巷掘进中得到了更为全面与广泛的推广应用，取得了较好的效果，相信在未来的岩巷掘进中，该新型临时支护工艺将会有更加良好的推广前景。

[1] 刘泉声,黄 兴,时 凯,等.煤矿超千米深部全断面岩石巷道掘进机的提出及关键岩石力学问题[J].煤炭学报，2012(12)：2006-2013.

[2] 万志军,李学华,刘增平,等.许厂煤矿松碎不稳定围岩巷道锚网索支护技术[J].采矿与安全工程学报，2012，65(4)：427-431.

[3] 李 伟，曹淑良，李善飞.掘进临时支护配套技术研究与应用[J].煤矿支护，2014(2):40-42.

[4] 诸葛祥华,张 信.大采深缓倾斜煤层挖掘式装岩机配梭式矿车快速掘进技术研究[J].山东煤炭科技，2013，63(4)：99-100.

[5] 杨仁树.我国煤矿岩巷安全高效掘进技术现状与展望[J].煤炭科学技术，2013，41(9)：18-23.

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谢吉栋(1983—)，男，助理工程师，476600 河南省永城市。