關(guān)于超前臨時支護的研究

摘 要：本文著重研究巷道超前臨時支護，分析當(dāng)前幾項先進的超前臨時支護手段，并就未來超前臨時支護發(fā)展方向進行了探討，希望能有助于采礦作業(yè)面的超前臨時支護的技術(shù)優(yōu)化，達(dá)到最佳采礦安全效果，從根本上全面保證企業(yè)的經(jīng)濟和社會雙重效益。

關(guān)鍵詞：巷道;超前臨時支護;安全

在采礦工作面推進過程中，作業(yè)面兩側(cè)的巷道煤壁會遭到破壞，極易導(dǎo)致巷道結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，造成垮落，成為安全生產(chǎn)的不穩(wěn)定因素?？枕斪鳂I(yè)是巷道頂板事故的最大隱患，因此在開采掘進過程中，應(yīng)根據(jù)作業(yè)和圍巖條件，盡快采取及時支護措施，縮小空頂作業(yè)面積和延續(xù)時間，掘進迎頭新懸露的頂板，應(yīng)及時采用超前支護的臨時支架，確實的保證采礦作業(yè)的安全。

1 超前臨時支護的有效作用

在開拓巷道掘進過程中，經(jīng)常會遇到地質(zhì)構(gòu)造帶，給巷道施工帶來極大困難。一般，礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，井田內(nèi)部高角度的正斷層發(fā)育，中小型寬緩褶皺較多，陷落柱發(fā)育，這些地質(zhì)因素，導(dǎo)致開采作業(yè)面圍巖條件復(fù)雜，煤層群受到多重采掘驅(qū)動，巷道圍巖及錨固結(jié)構(gòu)的時間效應(yīng)等多重因素疊加，都會對采礦安全產(chǎn)生不利影響。我國采礦業(yè)歷經(jīng)多年開采工作經(jīng)驗的積累，對采礦工作面加強防護措施，所采取的支護辦法較多，目前許多傳統(tǒng)的支護手段仍被一些中小型礦所應(yīng)用，但是這些支護措施不但效率很低，而且影響高產(chǎn)高效工作面的推進，甚至因為在行進中支護完全依靠人力而屢有安全事故發(fā)生，給安全生產(chǎn)工作帶來極大的隱患。超前臨時支護主要是指前探梁支護，應(yīng)用于放炮結(jié)束后通過處理危巖再在掘進頭前方靠頂幫按一定的傾斜角度向前打錨桿或采取前探梁支護，對巷道的頂板能夠進行全面的支護，對巷道里的設(shè)備起到保護作用，超前支護與初期支護和永久支護是不同的，超前支護主要是在圍巖較差的時候，以及洞口，通過打超前錨桿加固和密實前方礦體的作用，初期支護是開挖后支護的第一步，作用是通過初噴--打錨桿--掛網(wǎng)片--復(fù)網(wǎng)噴等措施，及時加固圍巖，減少二次擾動，而永久支護主要是二次襯砌。

2 超前臨時支護措施

2.1 超前臨時支護的應(yīng)用

巷道圍巖條件復(fù)雜多變，小型褶曲構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，礦壓劇烈且規(guī)律不明顯，如果不根據(jù)采礦工作實際情況，就進行大尺度的起底、刷幫循環(huán)進尺會加大巷道穩(wěn)定狀態(tài)劣化的程度和范圍，會導(dǎo)致冒頂事故的發(fā)生。開拓巖巷掘進過斷層帶采用管縫式錨桿做超前支護，有效的防止巷道頂板冒落，可以成功通過多個地質(zhì)構(gòu)造帶。超前臨時支護是在放炮結(jié)束后通過處理危巖再在掘進頭前方靠頂幫按一定的傾斜角度向前打錨桿或采取前探梁支護，臨時支護就是在頂板相對完好的基礎(chǔ)上為預(yù)防漏渣所采取的一種支護方式，一般由4根內(nèi)注式支柱配合網(wǎng)片在放炮后采取的一種臨時支護，臨時支護主要采用的是錨桿支護。在工作面回采，防止巷道兩幫變形、回風(fēng)巷道巷道底鼓、頂板下沉掉包等工作面支架和兩巷道的超前支架均能滿足支護要求，基本實現(xiàn)了兩巷道超前支護段的可靠支護，提高了掘進單進，確保安全快速施工，有效緩解開拓巷道接替緊張的被動局面，為此要不斷總結(jié)開拓巷道通過斷層帶的成功經(jīng)驗

2.2 機載超前支護裝置

目前，機載超前支護裝置在礦井運輸巷掘進工作面應(yīng)用比較廣泛。機載超前支護裝置采用液壓操控，裝配在掘進機的中上部，選位合理，配套簡便，對掘進機的改造量很小，不干擾掘進機的運動和截割作業(yè)功能。通過控制閥控制各部能夠同步托起錨網(wǎng)和鋼帶，實現(xiàn)綜掘機自動支撐臨時支護，杜絕空頂作業(yè)，實現(xiàn)了機械支護，增大了兩巷道超前支護的支護強度，提高了支護的安全可靠性，超前支架推移時工作面可以正常生產(chǎn)，每天至少可節(jié)約時間1h，使工作面的有效生產(chǎn)時間得到增加，提高了工作效率。機載超前支護裝置適應(yīng)井下現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，能夠很好的實現(xiàn)機械化支護作業(yè)，可以有效降低職工勞動強度，提高掘進效率，使支護工的安全得到了有效保障。促進了掘進正規(guī)循環(huán)，不僅保證了作業(yè)環(huán)境安全，而且提高了錨網(wǎng)連接的質(zhì)量，施工工藝得到簡化，為實現(xiàn)快速掘進和安全生產(chǎn)起到積極促進作用。

2.3 滑移式臨時支護裝置

使用滑移式臨時支護裝置支護方式，安全系數(shù)和掘進效率明顯提高，勞動強度也減輕了。引進掘進超前支護裝備ZLJ2×1040/28/42型滑移式掘進臨時支護裝置（見圖1），有效解決了過去臨時支護只護頂不護幫、頂板破碎時前探梁使用困難等不安全因素，提高了掘進效率，強化了頂板管理。

該支護方式與以往支護方式相比，不但能及時支護掘進暴露出的全斷面頂板，作業(yè)人員可完全處于有效支護下進行鉆裝錨桿及鋪聯(lián)網(wǎng)作業(yè)，最大限度保證安全施工，而且在掘進機進行割煤作業(yè)時，司機也同樣完全掩護在裝置下。同時，該裝置由液壓系統(tǒng)控制，能實現(xiàn)自移行走和各種動作，并可根據(jù)巷道壓力情況設(shè)計支護強度，確定合理的初撐力，滿足支護和移架要求，避免初撐力過大重復(fù)支撐對頂板造成的弊端，有效控制頂板冒落，實現(xiàn)了連續(xù)支護作業(yè)，解決了掘進工作面多年來空頂作業(yè)的技術(shù)難題，為實現(xiàn)高效掘進創(chuàng)造了條件。

2.4 臨時支護機器人的研發(fā)

礦山機械化、自動化、信息化、智能化的建設(shè)發(fā)展取得一定的進步，大力推進采礦智能裝備和機器人研發(fā)成為新的戰(zhàn)略目標(biāo)，研發(fā)基于信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化及時的礦井掘進工作面機器人群，具備井巷掘進作業(yè)設(shè)備機群自主決策控制功能，實現(xiàn)工作面掘進、臨時支護、鉆錨、運輸?shù)榷鄼C器人高效協(xié)同，一鍵啟動，自動掘進。臨時支護機器人面向巷道圍巖狀態(tài)智能感知、自主移動定位，具備支撐力自適應(yīng)控制、支護姿態(tài)自適應(yīng)調(diào)控、多架協(xié)同及遠(yuǎn)程干預(yù)等功能，確保掘進巷道臨時支護及時可靠，提高掘進效率及安全性，以機器人代替人類進行支護施工，可以有效保障采礦工作人員的安全，這是未來實現(xiàn)智能化采礦的發(fā)展趨勢。

3 巷道支護安全相關(guān)措施

嚴(yán)格防止掘進頂板事故，首先要從認(rèn)真執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定出發(fā)，對掘進工作面和巷道支護做到以下幾點：確切掌握一手地質(zhì)資料，認(rèn)真編制施工作業(yè)流程，采取合理的施工方法和頂板管理措施，堅持一次成巷，縮小圍巖暴露的時間和面積;超前臨時支架必須達(dá)到足夠的強度，系統(tǒng)有一定的阻力，防止老頂來壓時推倒支架;嚴(yán)格執(zhí)行爆破規(guī)定，合理布置炮眼，控制藥量，保持圍巖穩(wěn)定性，避免崩倒支架;特殊地段壓力大時，采取加強支護等強化支護手段;傾斜巷道要采取防止推倒支架的措施;加強巷道圍巖的觀測和頂板工作面的管理工作，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理;嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行檢查驗收，出現(xiàn)質(zhì)量問題及時放工處理;出現(xiàn)漏頂必須徹底處理，接頂背嚴(yán)，不得留有空頂隱患;要加強地質(zhì)及觀察工作，隨時注意地質(zhì)構(gòu)造的變化，在大塊巖石范圍內(nèi)必要時先用木支架代替單體金屬支架，加強支護，并及時采取相應(yīng)的措施，保證采礦安全。

4 結(jié)語

為實現(xiàn)礦井“安全、環(huán)保、高效、和諧”建設(shè)目標(biāo)，企業(yè)應(yīng)聚焦發(fā)展瓶頸，突出創(chuàng)新引領(lǐng)，深化支護改革，采礦生產(chǎn)中應(yīng)結(jié)合實際，加強地質(zhì)預(yù)測工作機制，總結(jié)開采和支護工作的經(jīng)驗和規(guī)律，提高支護質(zhì)量，合理確定支護方法，企業(yè)各部門從上到下要增強責(zé)任感，保障生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)萬無一失，始終把安全第一，放在各項工作的首要位置。

參考文獻：

[1]張偉.煤巷快速掘進技術(shù)與超前臨時支護技術(shù)研究[J].技術(shù)與市場，2019（09）.

[2]呂懷寶.快速掘進超前臨時支護支架選型[J].煤礦機電， 2019（04）.

作者簡介：

賈克勤（1987- ），男，山西襄汾人，礦建工程師，項目部經(jīng)理，主要從事煤礦安全生產(chǎn)管理。