大倾角掘进工作面上山施工临时支护方式研究及应用

张文义　孔凡军　徐中正

摘要：大倾角掘进工作面上山施工过程中如遇到断层、陷落柱等地质构造时，巷道围岩比较破碎，给顶帮管理造成很大的困难，影响安全施工。为了解决这一技术难题，军城煤矿在施工大倾角上山过程中，根据巷道围岩的完整稳定性，并结合相关文献资料，对临时支护方式进行研究。研究结果表明：掘进工作面采用这种联合临时支护方式对破碎围岩进行了有效控制，保证了施工安全。

关键词：大倾角掘进工作面；破碎围岩；临时支护；前探梁；护帮梁；护岩网

中图分类号：TD-7 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）01-0110-03

军城煤矿是一个新建矿井，井下地质条件复杂，断层、陷落柱等地质构造较多，这些构造附近的煤岩层由于受地质作用影响变得破碎、不稳定，给施工现场顶板管理造成很大的困难。军城煤矿采区上山都沿煤层顶底板布置，局部巷道坡度达35°，在掘进过程中遇到这些地质构造时，顶帮及迎头围岩易发生片帮、冒顶事故，严重影响施工安全。因此掘进工作面采用单一的临时支护方式无法对围岩进行有效控制。经过研究论证，掘进工作面采用初喷浆、前探梁、护帮梁及护岩网等联合支护方式对围岩进行了临时控制，为工作面永久支护创造了条件，保证了安全生产。

1初喷浆技术的应用是对破碎围岩进行控制的重要临时支护方式

大倾角上山迎头放炮后，首先对迎头进行敲帮问顶，找掉顶帮活矸危岩，然后进行初喷浆，喷浆厚度控制在3～5cm。对巷道围岩进行初喷浆后，使围岩得到及时封闭，防止了围岩风化，加固了围岩，阻止了围岩碎胀变形，增强了巷道围岩的稳定性，在顶帮围岩控制和巷道成型方面均取得了良好的效果。初喷浆这种临时支护方式对围岩的控制主要有以下几个特点：

（1）及时性，由于支护及时，降低了巷道围岩的风化，较好地保持了围岩的自持能力，并给围岩及时提供支护抗力，从而改善了围岩的应力状态。

（2）密封性，由于及时喷射混凝土，全面密封围岩，很好地阻止了风化作用，同时也阻止了潮气和地下水对围岩的侵蚀，保护围岩不受潮解和膨胀，维持了围岩强度。

（3）深入性，高压喷射混凝土时，由于不受锚网的遮挡，不仅使喷层紧贴岩面，而且把灰浆注入到围岩的裂隙和孔洞中去，对岩层起到部分注浆加固的效果。

（4）粘贴性，喷射混凝土与围岩全面紧贴粘结在一起，这种粘贴性可产生三种作用：联锁作用，将被裂隙分割开的岩块粘结在一起，保持了岩块间的整体性；复合作用，围岩与喷射混凝土结合成一个复合体，使两者在径向和切向上都共同受力，这种效应改变了围岩的应力状态，有利于提高喷射混凝土和围岩共同承载的能力；增强作用，喷射混凝土充填了围岩四周，使岩面与喷层粘贴的较为平整，因此提高了围岩的强度。

2前探梁是对巷道顶板进行控制的主要临时支护方式

3护帮梁是对巷道两帮进行控制的主要临时支护方式

4工作面顶部超前掘进施工及护岩网的设置是对迎头破碎岩层进行控制的主要临时支护方式

掘进迎头破碎岩层经初喷浆进行封闭后，因巷道坡度较大，迎头顶部岩层易片落下滑影响施工安全，因此必须对迎头顶部岩层实行超前掘进。掘进工作面顶部超前掘进施工是指在掘进施工打炮眼时，将掘进工作面的上部炮眼加深0.5～1.0m，放炮后实现上部岩层超前下部岩层的方法，使迎头形成一个“缓坡面”，能预防顶部岩层因重力或岩层不稳定影响而发生离层、片落，同时减轻迎头掉落矸石对施工人员的伤害，保证了掘进工作面的安全

施工。

掘进迎头岩层较破碎时，为确保迎头下部施工人员的安全，可采用设置护岩网的方法对迎头破碎岩层进行临时控制。护岩网采用2000×1000mm的金属网，根据巷道断面设置2～3片，护岩网采用锚杆进行固定。可充分利用迎头固定耙装机回头轮的锚杆，必须保证护岩网紧贴岩面，使其真正发挥固定破碎岩层的作用。在迎头打眼过程中，可逐片拆除影响打眼的护岩网。在没有护岩网掩护的破碎岩层下方作业时，必须坚持经常性的敲帮问顶制度，及时摘取活矸危岩。

5结语

大倾角掘进工作面上山施工破碎围岩控制临时支护方式探讨及应用，主要对巷道顶、两帮及迎头破碎岩层分别采取了有针对性的临时支护，使施工地点形成了相对封闭的安全作业空间，大大提高了施工的安全性、可靠性。施工现场采用这种联合临时支护方式后，取得了良好的支护效果，杜绝了漏顶、冒顶等顶板事故的发生，保证了安全生产。

参考文献

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作者简介：张文义（1973-），男，山东能源临矿集团军城煤矿生产技术科主任工程师，采矿工程师，注册安全工程师，研究方向：煤矿采掘技术和管理。

（责任编辑：叶小坚）