关于掘进工作面临时支护的探讨

杜鹏鹏

（山西焦煤汾西矿业集团水峪煤业有限责任公司， 山西 吕梁 032302）

引言

《煤矿安全规程》对煤矿的生产有着明确的规定：在掘进工作面绝不允许出现空顶作业的行为[1]。在地质较为松软的位置，严格要求其使用前探支护或选择其他确保安全的措施。在支护方式上，有永久支护与临时支护两种。其中永久支护通常情况下需要一批人在有限的空间内去进行长时间的工作，这必然又会衍生出新的安全隐患来，为了使永久支护在进行作业时更加安全，临时支护的概念随之被提出并得到了迅速的普及[2]。故而可以得知，临时支护对于确保煤矿生产安全至关重要。那么如何在掘进工作面中更加科学合理运用临时支护，以防止空顶作业的安全事故发生，是目前煤矿企业均需要面对并解决的问题。

1 巷道断面及支护形式

1.1 巷道断面

在进行巷道断面的形状设计时，需要根据巷道的地质环境、使用时间、作业类型进行分析，以建成后的安全以及实用为前提，设计出科学合理的断面形状。在对61106运输巷的巷道进行设计的时候，采用了矩形的形状。其巷道断面的详细参数如表1所示。

表1 巷道断面特征

1.2 运输巷临时支护方式

掘进机割完一个循环后铺设菱形网，采用两根内注式单体支柱戴棚板作为临时支护。菱形网铺于棚板之上，内注式单体支柱规格DN-3.15，棚板规格长×宽×厚＝1 200mm×200mm×50mm。两根内注式单体支柱分别支设在距工作面最后一排锚杆1.3m，距巷道两帮1.5m位置，间距为1.5m。

2 随工作面顶板的变化临时支护的变化

2.1 当工作面顶板平整、围岩稳定时

在掘进过程中，巷道的围岩稳定，顶板平整，例如：61106运巷前300m巷道，顶板平整，层位清晰，当正常掘进完一个循环后，严格执行敲帮问顶，顶板未发现离层等情况，此时应当迅速组织作业人员进行支护，尽量减少顶板空顶时间，这种情况下不易使用临时支护，使用临时支护反而增加了空顶作业时间。

根据现场实际统计，规格为DN-3.15内注式单体支柱比较重，作业人员操作不便，打起临时支护后，影响钢带的正常铺设；施工一根顶锚杆的时间大约在3min，也就是说，直接进行永久支护要比先使用临时支护更能减少操作人员在空顶下的作业时间。

2.2 当工作面顶板破碎时

在掘进作业过程中，发现巷道顶板破碎，例如：61106运巷480～540m段巷道，正常掘进完一个循环后，顶板漏顶严重，最高处可达500～600mm，此时作业人员无法进入空顶区域进行支护作业，在进行敲帮问顶后，及时挑落离层的煤层，人员站在已支护安全区域先对空顶区域施工超前支护锚杆，将工作面空顶区域进行支护，然后迅速组织作业人员进行支护。或者在割下一排前提前在工作面施工超前支护，最大程度地减少工作面发生漏顶现象，随后进行架棚支护，架棚支护时，需保证支护质量，从而为永久支护打下良好基础。

根据现场实际统计，规格为DN-3.15内注式单体支柱比较重，作业人员操作不便，发生漏顶型冒顶后，临时支护的使用也会受到很大的影响，不能达到预期的效果，施工一根超前锚杆的时间大约在3min，也就是说，施工超前锚杆代替临时支护要比先使用临时支护更安全更有效果，且能提高工作效率。

3 工艺流程（如图1所示）

图1 工艺流程图

4 铺联网

1）进行联网的布置时，需要在有支护的位置进行。

2）在进行金属网的布置时，需将其长边与巷道中线保持垂直，然后将相邻的网用单股铅丝进行连接，将其至少拧三圈，以保证其连接处的牢固，同时确保铅丝头在金属网的内侧。

5 顶板锚杆的安装

1）进行打眼作业前，需对断面的规格进行检测，若发现其规格不符合标准，则需先对其进行处理。另外，还需对顶帮围岩的情况进行检测，确保工作环境的安全。

2）进行锚杆眼位置的确定时，要根据钢带的孔位进行。

3）在进行锚杆眼的作业时，首先要根据设计好的锚杆眼位置将锚杆钻机的位置进行确认，然后再依据顶板倾角将钻机角度进行适当的调整，以确保钻孔角度的准确性。在打眼最初阶段，要控制转杆的转速不能太快，同时气腿的推力也应该适宜。当孔眼的深度超过30mm后，可将转速进行适当的加快，同时加大气腿的推力。

4）打眼完成后，可以使用锚杆杆体将两根不同的树脂药卷放置到孔底。

5）当树脂药卷放置在孔底之后，可以使用连接套连接锚杆与锚杆钻机，通过锚杆钻机将锚杆均速的推进孔内底，当锚固剂与树脂药卷接触后，将其进行拌合，时间控制在15～20 s。

6）在拌合3min后，可以在此使用锚杆钻机对螺母进行紧固，先使用钻机使其扭矩尽量临近210 N·m，然后人工将扭矩调整至210N·m。

7）最后要确保锚杆的外露长度以及露出螺母的长度在不小于10mm的同时，也不大于40mm。

6 帮锚杆的安装

1）在进行锚杆的安装时，要确保顶、帮锚杆的安装进度一致。

2）进行打眼作业前，需对断面的规格进行检测，若发现其规格不符合标准则需先对其进行处理。另外，还需对顶帮围岩的情况进行检测，确保工作环境的安全。

3）进行锚杆眼位置的确定时，要根据设计规划进行确认。

4）进行锚杆眼的钻孔操作时，选用风煤钻，并配以直径为30mm的钻头和长度为1.8m的钻杆。

5）打眼完成后，可以使用锚杆杆体将两根不同的树脂药卷放置到孔底。

6）当树脂药卷放置在孔底之后，可以使用连接套连接风煤钻与锚杆螺母，通过风煤钻将锚杆均速的推进孔内底，对树脂药卷进行搅拌，时间控制在15～20 s。

7）在拌合3min后，可以在此通过人工使用机械扳手将扭矩调整至150N·m。

8）最后要确保锚杆的外露长度以及露出螺母的长度在不小于10mm的同时，也不大于40mm。

7 锚索支护技术要求

1）对锚索进行作业时，必须与掘进工作进度保持一致。

2）锚索孔的深度允许有30mm左右的偏差。

3）确保锚索露出锁具长度在不小于150mm的同时，也不大于250mm。

5）锚索锚固力需要大于200 kN。

8 结语

临时支护的作用主要是提升巷道周边的围岩的强度，同时有效避免煤岩脱落。同时，它对空顶危险的预防起着相当关键的作用。通过以上掘进工作临时支护使用流程的论述，可以看出现在使用的临时支护弊端很多，影响工作面掘进效率，不能很好地为安全生产服务，因此应根据工作面现场的实际情况调整临时支护的方式，或者用超前支护替代临时支护，从而更简便、更安全地进行支护作业。期待发明更先进的临时支护设备，彻底解决现在所使用的临时支护存在的弊端。