煤矿掘进支护的应用分析

2013-04-08张秋林

山西煤炭 2013年4期

张秋林

（山西兰花沁阳煤矿有限公司，山西晋城 048000）

1 煤矿掘进支护的发展现状

随着我国科学技术及机械化程度的迅猛发展，煤矿掘进支护在煤矿开采中的应用越来越受到施工人员的重视，煤矿掘进支护技术用于支撑矿井中的巷道，对于矿井自身及施工人员都有重要意义。

1）煤矿巷道的发展方向。随着我国对煤矿开采强度和开采范围的需求，地表以下煤矿巷道的设置方面出现了下述的发展方向：①在巷道的层位方面，出现了永久性的巷道由岩巷到煤巷的过度，从而提高了煤矿在开采过程中的掘进速度，缩短了建筑矿井的使用周期。②从巷道挖掘的断面形状及大小等方面，出现了由原先的拱形断面到矩形断面的发展过度，有助于矿井掘进速度以及断面使用率的提高。③从回采巷道的数量来看，已经实现了从单巷布置到多巷的转变，从而满足了高瓦斯型矿井以及大型矿井运输过程中对通风的严格需求。

2）煤矿巷道的发展过程。煤矿巷道支护在发展过程中经历了四个阶段：木型支护、砌碹型支护、型钢支护、锚杆支护。我国的锚杆支护最早使用于20世纪中期，已近70年的历史了，早期的锚杆类型主要有：机械类锚固锚杆、端部锚固树脂类锚杆、管缝式锚杆、钢丝绳砂浆锚杆等；由于这类锚杆支护的强度及刚度性能较低，属于被动型支护，此类巷道支护只适用于一些较为简单的地质环境中。近年来，随着我国科学技术的提高，为了解决矿井深部及复杂巷道支护等问题，技术人员研究出了高预应力的锚杆支护技术，对锚杆强度和支护刚度都需特别关注，要从真正意义上满足其锚杆支护的主动性、及时性。

2 煤矿掘进支护的应用策略

为确保煤矿掘进支护能够安全、有效地应用于矿井开采中，不仅需要技术人员进行事前的科学设计，而且还要施工人员严格按照设计方案进行施工操作。一般来说，煤矿掘进支护的主要应用有：吊环式前探梁的应用、吊链式前探梁的应用、混凝土材质的永久性支护的应用。

1）吊环式前探梁的应用。主要是指利用三根吊挂式的前探支架做为矿井临时支护的煤矿掘进支护技术，其前探梁的材料主要采用11号的矿用工字钢材或者π型钢材，前探梁用吊环固定住，长度要大于3.0m。三根吊挂式的前探支架中，有一根要沿着矿井巷道的中线设置，两侧的前探梁要在距离中线前探梁1.0 m处布置，每一根前探梁都要设置2个以上的固定点。前探梁距离迎头端面距的距离要小于0.3 m，在前探梁的上方要用专业的方木、构木、木楔等，超前支护与两帮端面距之间小于0.3m，确保吊环的强度与前探梁的强度相互匹配。为了保证吊环在使用过程中的牢固性，固定吊环的锚杆要有40～100 mm之间的丝扣，并且所使用的吊环需要全部安装上锚杆。施工人员在吊环式前探梁搭建的临时支护的掩护中可以进行其他操作。

2）吊链式前探梁的应用。主要是指利用三根吊挂的前探梁做为矿井临时支护，其前探梁在制作过程中采用的材料为π型钢材，用吊环进行固定，并且长度在3.5 m以上。类似于吊环式前探梁，吊链式前探梁也要有一根前探支架沿着矿井巷道的中线布置，而两侧的前探粱与沿着中线布置的那根之间的距离可以设置在1.0～1.2m之间。对吊链式前探梁进行架设之前，要先对煤矿进行必要的敲帮问顶，清理出可能存在的浮矸活石，然后前移所搭建的前探梁，为了确保施工人员的安全，矿井中的一切工作都要在永久支护或者临时支护下实施，严禁进行矿井的空顶作业。

3）混凝土材质的永久性支护的应用。主要是指在矿井的巷道服务年限范围内，技术施工人员为了确保巷道围岩区的稳定进行的支护保护，通常该支护类型有混凝土支护、锚网喷支护、料石碹支护等。喷射混凝土材质的施工时，首先需要确保施工过程的安全及高效性，然后科学地选取适当的施工距离进行喷射。在对煤矿实施掘进以后，要先安装临时的锚杆，然后喷一层薄薄的混凝土，最后进行复喷使其达到设计时规定的厚度。