綜放工作面超前支護優(yōu)化研究

趙延湖

摘要：隨著社會前進步伐的不斷加快，在礦業(yè)方面的支護方式也得以升級與改進。新技術的引進，使傳統(tǒng)技術面臨著被改進或者被淘汰掉，文章通過對礦業(yè)的巷道礦壓觀測，提出改進建議，使其適應在地質(zhì)條件較差地段的巷道超前支護。

關鍵詞：綜放工作面；超前支護；實體側(cè)巷道；深部巷道

中圖分類號：TD355 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）28-0041-02

在礦業(yè)中，單體柱的大棚支護是傳統(tǒng)超前支護所采用的主要形式，經(jīng)過了多年的實踐應用，雖已熟練掌握了其主要的支護技術要領，但存在的繁雜步驟與人力資源的消耗卻暴露了傳統(tǒng)單體柱大板棚的超前支護的弊端。本文主要通過對礦業(yè)的巷道礦壓觀測，提出改進建議，優(yōu)化綜放工作面超前支護的技藝，使其可以得到更好的發(fā)展。

1 有關綜放工作面超前支護的理論概述

1.1 超前支護系統(tǒng)的含義

超前支護是用來為隧道工程在開挖工作面的穩(wěn)定做保障的，并且是采取超前于掌子面開挖的副手。兩列兩節(jié)式樣的超前支架和錨固支架是超前支護系統(tǒng)的重要組成部分，并且是由二者構成的。它要求其工作阻力要大于等于支護面積與支護強度的乘積。

1.2 超前支護的主要形式

第一種是被用作錨固定前方的圍巖的超前管棚，它最擅長于應用在比較艱險的地段并與鋼架合理搭配使用，其中，它的超前管棚所選擇使用的是半徑在35到90毫米之間，壁厚在4到8毫米之間的無縫隙鋼管。

第二種則是超前小鋼管，或者是超前錨桿。它的長度一般是3到5米，與鋼架施工工作搭配使用，是被用來為錨固前方的圍巖起到一定作用的形式。

第三種形式則是堵截水和注漿加固圍巖的方式。超前小導管的注漿是要求我們沿著其外部輪廓線，以特定的角度在對管壁進行開挖。與此同時，用壓力的作用向管內(nèi)注入帶有凝膠作用的漿水，使其在數(shù)時之后起到對圍巖的加固作用。超前深孔注漿的終極目標是為了對水源進行封堵，并且對地層進行加固作用。

這種形式運行的原理即是：通過漿液的壓力把原本破壞了的圍巖裂縫用漿水進行修護補充，再根據(jù)壓密的作用，使其完成終極的加固與防水的目的。

1.3 綜放工作面的含義

綜合機械化放頂煤回采工作面正是綜放工作面的全稱，通常是指在普通綜采工作面有足夠煤厚的基礎上，再于液壓支架的后面，通過架設一部大功率的刮板輸送機，使得前面采煤機切割不到的煤放下來而被搬運走，即為綜放工作面的含義。

2 綜放工作面超前支護在煤礦深部巷道的應用情況

隨著社會與科技的發(fā)展，我國在開采礦區(qū)方面的成就也日益凸顯出來。我國在煤礦開采業(yè)中，很多煤礦的開采深度超過700米，將地質(zhì)構造的復雜性與高難度的開采形式集中起來，使得圍巖很容易產(chǎn)生形變，引發(fā)礦井災害的事故率相對來說較高。這就說明它是一個地段極其艱險的礦區(qū)，并且在超前支護方面，對巷道的支護措施履步維艱。由于時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的鉸梁單體支護的形式，早就已經(jīng)作用減退，不能適應新情況的應用，更不能用來解決礦井沖擊所導致的礦壓巷道支護的難

題了。

2.1 對深部巷道進行超前支護系統(tǒng)的井下試驗情況

在深部巷道的井下試驗動工之前，需要做好前期的準備工作，比如在試驗進行的內(nèi)容觀測的明確上，在觀測地點的選擇上，以及對超前支架的運用壓力觀測結果的準確性上等。

對試驗中需要觀測的內(nèi)容進行明確的規(guī)定。主要通過儀器對圍巖形變情況的觀察與測量，其中主要是針對對頂板與底板和兩幫的移近量的觀測，以及對支護阻力在超前支架中的測量結果。

在觀測地點的選擇上，本次試驗將距離切眼250米到460米的位置，進行圍巖形變觀測地點的設置，并布置測試點總數(shù)為六組，且組與組之間的間隔是50米每組，繼而根據(jù)特定的情況用工程線、測槍、鋼卷尺等工具加以輔助。

對壓力在超前支架的觀察與測量是本次試點的“重頭戲”。在對其布置試點方面要求超前支架要每一列都按照工作面的走向來完成布置所需要的固定數(shù)量的測線條數(shù)，初步擬為六條，并在其中完成三個測試點的設置。然后，附之以電子原圖對發(fā)生變化數(shù)據(jù)與支架阻力有關的部分進行詳細具體記錄工作。

2.2 試驗效果展示

對已經(jīng)選好的試點中工作面的每個測試點進行觀測、記錄，直至結束。通過實際的對比觀察，傳統(tǒng)的單體超前支護巷道比超前支架的支護巷道所產(chǎn)生的效果明顯不同，單體超前支護巷道的形變效果要更突出一些。

而根據(jù)試驗在觀測超前支架工作阻力方面所顯示的記錄結果表明，前三號的測試點的平均工作阻力值都占有相當高的比例份額。表明其在推進支護效果方面的作用是不容小覷的，它自身所具備的高強度支護和支撐能力強的特征，為巷道圍巖減小形變效果的產(chǎn)生提供了有利的基礎條件支撐。

經(jīng)過半年科學精準的記錄試驗所產(chǎn)生的結果和預計中存在的難題，使得在綜放工作面超前支護系統(tǒng)中的主要數(shù)據(jù)在結構合理性與真實性方面得以證實。在支護艱險地質(zhì)條件下，應該采納運用60米的超前支護形式，來減輕形變嚴重與對頂?shù)装鍓毫Υ蟮默F(xiàn)象，達到行之

有效。

3 對綜放工作面超前支護的優(yōu)化效益情況

3.1 對綜放工作面的原支護技術的形式

設置一種柱距與棚距相等的大板在軌道巷超前棚架處，并且其距離都為1米。同時，還設有π型鋼制的復合棚。其中，還有4.8米的大板與巷道相垂直設置。但其中有兩排π型的鋼抬棚于平行巷道的兩頭，并于交叉點的位置進行單體支護作用，這個交叉點即是：π型鋼板與大板的交叉重合部分。

3.2 對綜放工作面的超前支護進行優(yōu)化

設置兩大排的π型鋼制棚于巷道的里幫與外幫處，并且要距離此巷道幫400毫米處。單體柱的柱距也是1米，但是其超前支護的長度卻不能在40米之內(nèi)，并將單體柱設置在π型鋼制復合棚與雙鋼筋托梁的重復交叉點上。其排尾架的前梁頭設置在9到13米的距離之內(nèi)，這樣一來，就能夠更容易對巷道應力所增多的閾值施以綜放工作面的超前支護措施。

3.3 綜放工作面超前支護的效益情況

由于科學技術的革新，綜放工作面的超前支護亦帶來了許多的收益，其中安全效益與經(jīng)濟效益更為顯著。在施工的過程中，由于大板與π型鋼復合抬棚用于架設的環(huán)節(jié)過于復雜，其板又十分厚重，需要多個人共同協(xié)作才能完成運送過程，其安全隱患實在堪憂。再者，由于井下潮濕的特殊情況，限制于大板的鋼材質(zhì)，使得在運送過程中，也難控工人摔跤的情況。

當對綜放工作面的超前支護優(yōu)化之后，將在π型鋼抬棚上直接動工，減少了許多繁瑣的工作程序的困擾，使其操作起來更靈活，更便利，現(xiàn)場的執(zhí)行更加得心應手。在優(yōu)化之后，通過其排尾架的架設不需要大板的冗余工序，而實現(xiàn)了從根本上消除單腿棚所帶來的

弊端。

優(yōu)化之后的超前支護系統(tǒng)，很大程度上節(jié)約了人力的投入，并且只需要利用個別的停機運轉(zhuǎn)時間，就能夠完成一個超前棚的搭設，期間不需要別的投入。其改良優(yōu)化之后，減少并取消大板的使用數(shù)額，使得必須的成本費用降至最低。同時，它的受益群體還產(chǎn)生在加工運輸環(huán)節(jié)，使得井下運輸工作的問題得以有效解決，提高了工作效率的總額，并在小范圍內(nèi)實現(xiàn)了最大的經(jīng)濟

效益。

4 結語

在對綜放工作面超前支護的優(yōu)化研究中，不難發(fā)現(xiàn)新的科技手段總是在不斷前行著，其給人類的生活與發(fā)展領域的貢獻也是顯著的，但是對于礦業(yè)工作者來說，安全是尤為重要的前提。因此，對于一些礦壓顯示不清的巷道，需要采用對綜放工作面超前的支護優(yōu)化方式，從而推動礦業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

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