大傾角掘進(jìn)工作面上山施工臨時(shí)支護(hù)方式研究及應(yīng)用

張文義　孔凡軍　徐中正

摘要：大傾角掘進(jìn)工作面上山施工過(guò)程中如遇到斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，巷道圍巖比較破碎，給頂幫管理造成很大的困難，影響安全施工。為了解決這一技術(shù)難題，軍城煤礦在施工大傾角上山過(guò)程中，根據(jù)巷道圍巖的完整穩(wěn)定性，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)臨時(shí)支護(hù)方式進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明：掘進(jìn)工作面采用這種聯(lián)合臨時(shí)支護(hù)方式對(duì)破碎圍巖進(jìn)行了有效控制，保證了施工安全。

關(guān)鍵詞：大傾角掘進(jìn)工作面；破碎圍巖；臨時(shí)支護(hù)；前探梁；護(hù)幫梁；護(hù)巖網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD-7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）01-0110-03

軍城煤礦是一個(gè)新建礦井，井下地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造較多，這些構(gòu)造附近的煤巖層由于受地質(zhì)作用影響變得破碎、不穩(wěn)定，給施工現(xiàn)場(chǎng)頂板管理造成很大的困難。軍城煤礦采區(qū)上山都沿煤層頂?shù)装宀贾茫植肯锏榔露冗_(dá)35°，在掘進(jìn)過(guò)程中遇到這些地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，頂幫及迎頭圍巖易發(fā)生片幫、冒頂事故，嚴(yán)重影響施工安全。因此掘進(jìn)工作面采用單一的臨時(shí)支護(hù)方式無(wú)法對(duì)圍巖進(jìn)行有效控制。經(jīng)過(guò)研究論證，掘進(jìn)工作面采用初噴漿、前探梁、護(hù)幫梁及護(hù)巖網(wǎng)等聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)圍巖進(jìn)行了臨時(shí)控制，為工作面永久支護(hù)創(chuàng)造了條件，保證了安全生產(chǎn)。

1初噴漿技術(shù)的應(yīng)用是對(duì)破碎圍巖進(jìn)行控制的重要臨時(shí)支護(hù)方式

大傾角上山迎頭放炮后，首先對(duì)迎頭進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，找掉頂幫活矸危巖，然后進(jìn)行初噴漿，噴漿厚度控制在3～5cm。對(duì)巷道圍巖進(jìn)行初噴漿后，使圍巖得到及時(shí)封閉，防止了圍巖風(fēng)化，加固了圍巖，阻止了圍巖碎脹變形，增強(qiáng)了巷道圍巖的穩(wěn)定性，在頂幫圍巖控制和巷道成型方面均取得了良好的效果。初噴漿這種臨時(shí)支護(hù)方式對(duì)圍巖的控制主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）及時(shí)性，由于支護(hù)及時(shí)，降低了巷道圍巖的風(fēng)化，較好地保持了圍巖的自持能力，并給圍巖及時(shí)提供支護(hù)抗力，從而改善了圍巖的應(yīng)力狀態(tài)。

（2）密封性，由于及時(shí)噴射混凝土，全面密封圍巖，很好地阻止了風(fēng)化作用，同時(shí)也阻止了潮氣和地下水對(duì)圍巖的侵蝕，保護(hù)圍巖不受潮解和膨脹，維持了圍巖強(qiáng)度。

（3）深入性，高壓噴射混凝土?xí)r，由于不受錨網(wǎng)的遮擋，不僅使噴層緊貼巖面，而且把灰漿注入到圍巖的裂隙和孔洞中去，對(duì)巖層起到部分注漿加固的效果。

（4）粘貼性，噴射混凝土與圍巖全面緊貼粘結(jié)在一起，這種粘貼性可產(chǎn)生三種作用：聯(lián)鎖作用，將被裂隙分割開(kāi)的巖塊粘結(jié)在一起，保持了巖塊間的整體性；復(fù)合作用，圍巖與噴射混凝土結(jié)合成一個(gè)復(fù)合體，使兩者在徑向和切向上都共同受力，這種效應(yīng)改變了圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，有利于提高噴射混凝土和圍巖共同承載的能力；增強(qiáng)作用，噴射混凝土充填了圍巖四周，使巖面與噴層粘貼的較為平整，因此提高了圍巖的強(qiáng)度。

2前探梁是對(duì)巷道頂板進(jìn)行控制的主要臨時(shí)支護(hù)方式

3護(hù)幫梁是對(duì)巷道兩幫進(jìn)行控制的主要臨時(shí)支護(hù)方式

4工作面頂部超前掘進(jìn)施工及護(hù)巖網(wǎng)的設(shè)置是對(duì)迎頭破碎巖層進(jìn)行控制的主要臨時(shí)支護(hù)方式

掘進(jìn)迎頭破碎巖層經(jīng)初噴漿進(jìn)行封閉后，因巷道坡度較大，迎頭頂部巖層易片落下滑影響施工安全，因此必須對(duì)迎頭頂部巖層實(shí)行超前掘進(jìn)。掘進(jìn)工作面頂部超前掘進(jìn)施工是指在掘進(jìn)施工打炮眼時(shí)，將掘進(jìn)工作面的上部炮眼加深0.5～1.0m，放炮后實(shí)現(xiàn)上部巖層超前下部巖層的方法，使迎頭形成一個(gè)“緩坡面”，能預(yù)防頂部巖層因重力或巖層不穩(wěn)定影響而發(fā)生離層、片落，同時(shí)減輕迎頭掉落矸石對(duì)施工人員的傷害，保證了掘進(jìn)工作面的安全

施工。

掘進(jìn)迎頭巖層較破碎時(shí)，為確保迎頭下部施工人員的安全，可采用設(shè)置護(hù)巖網(wǎng)的方法對(duì)迎頭破碎巖層進(jìn)行臨時(shí)控制。護(hù)巖網(wǎng)采用2000×1000mm的金屬網(wǎng)，根據(jù)巷道斷面設(shè)置2～3片，護(hù)巖網(wǎng)采用錨桿進(jìn)行固定?？沙浞掷糜^固定耙裝機(jī)回頭輪的錨桿，必須保證護(hù)巖網(wǎng)緊貼巖面，使其真正發(fā)揮固定破碎巖層的作用。在迎頭打眼過(guò)程中，可逐片拆除影響打眼的護(hù)巖網(wǎng)。在沒(méi)有護(hù)巖網(wǎng)掩護(hù)的破碎巖層下方作業(yè)時(shí)，必須堅(jiān)持經(jīng)常性的敲幫問(wèn)頂制度，及時(shí)摘取活矸危巖。

5結(jié)語(yǔ)

大傾角掘進(jìn)工作面上山施工破碎圍巖控制臨時(shí)支護(hù)方式探討及應(yīng)用，主要對(duì)巷道頂、兩幫及迎頭破碎巖層分別采取了有針對(duì)性的臨時(shí)支護(hù)，使施工地點(diǎn)形成了相對(duì)封閉的安全作業(yè)空間，大大提高了施工的安全性、可靠性。施工現(xiàn)場(chǎng)采用這種聯(lián)合臨時(shí)支護(hù)方式后，取得了良好的支護(hù)效果，杜絕了漏頂、冒頂?shù)软敯迨鹿实陌l(fā)生，保證了安全生產(chǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：張文義（1973-），男，山東能源臨礦集團(tuán)軍城煤礦生產(chǎn)技術(shù)科主任工程師，采礦工程師，注冊(cè)安全工程師，研究方向：煤礦采掘技術(shù)和管理。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）