掘进工作面顶板支护技术改革

摘 要：随着煤炭行业的高速发展，随着每年国内煤矿产量的居高不下，这必然给掘进技术及机械提供了一个不断革新和发展的平台，积极加强掘进技术的发展成为必然趋势，掘进技术必将迎来更大更广阔的发展空间，一个掘进工作面健康的设计，在一定程度上，有效的促进煤炭企业的高速发展，但随着煤炭掘进工作面设计不断的创新发展，以及煤炭开采深度、距离的不断加大、加长，这使得支撑掘进工作面设计的巷道支护方式显得尤为重要。

关键詞：掘进工作面；顶板支护；技术革新

一、 前言

掘进是在岩（土）层或矿层中，开掘各种形状、断面或纵横交错的井、巷、峒室的工作。掘进工序分为主要工序和辅助工序。主要工序是直接在工作面上完成保证工作面进度的工序，以及在巷道掘进区域进行的支护作业。主要工序由巷道穿过的岩石性质而定。掘进硬岩时，主要工序有钻眼、装药、放炮、通风和工作面的安全检查、装岩、巷道支护；掘进软岩的基本工序有：开掘岩石、装岩、支护。如采用风镐、联合机等方法开掘，则掘进作业有连续作业的特点。主要工序可以按严格的程序依次地完成，也可以在时间上同时进行（钻眼和装岩部分平行、钻眼与支护完全平行）。辅助工序是保证主要工序正常进行的工序，它包括调车、通风、排水、临时支架、工作面铺轨、照明、敷设风筒和电缆等工作。在大多数情况下它是与主要工序同时进行的，而不需占用掘进循环时间。

二、锚杆支护技术

煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长过程。多年来国内外的实践经验表明，锚杆支护是经济、有效的支护技术，与棚式支架支护相比，锚杆支护显著提高了巷道支护效果，降低了巷道支护成本，减轻了工人劳动强度。更重要的是锚杆支护大大简化了采煤工作面端头支护和超前支护工艺，保证了安全生产，为采煤工作面的快速推进和煤炭产量的大幅度提高创造了良好条件。

锚杆安设包括打眼、安装、注眼三个工序：（1）打眼。用凿岩机打眼或用专用的锚杆钻机。锚杆打眼安装机打眼。（2）安装。按锚杆种类和材料不同采用不同的安装方法。竹、木锚杆用风锤或手锤打紧、锚固；楔缝式金属锚杆用风锤、扭力扳手、普通扳手或手锤锚固；管缝式锚杆安装用凿岩，推入孔眼中预定位置；胀管式锚杆可用高压水胀管安装。（3）注眼。可采用先锚后注或先注后锚两种方式。竹、木、金属锚杆安装后，用注眼器、注浆器将水泥砂浆注入。对于树脂锚杆与快硬水泥锚杆，先将水泥药卷或树脂药卷用锚杆体送至孔底，再用配有特殊钻头的普通电钻、扭力扳手或普通扳手将锚杆一次安装。

三、实施背景

随着煤矿开采深度的不断加剧以及沿空巷道设计的出现，某矿轨道顺槽存在的冲击地压显现明显增多，顶板压力明显增大，在各种应力的作用下，使得巷道掘进难度系数增大，掘进巷道变形严重，支护方式不能有效的控制好巷道，严重影响了工作面生产，特别是在传统的支护方式失效的情况下，就会出现一系列的锚杆断裂等问题，严重时可能给整个矿井及掘进工作面职工带来无法想象的隐患及后果，以及巷道变形、顶板下沉后维修起来困难，维修成本高、工作量大，在这种现实状况下，原有的通俗的锚网索支护技术已经不能更好的满足巷道需求，根据该煤矿现实状况，为能够尽快解决此问题，由区队主管以及区队技术主管等技术人员，下井深入现场勘察，采用了小循环进度以及缩小间排距的方式掘进，但是发现此方式只解决当时掘进时候的困难，后期顶板还是下沉，经过反复实验以及查阅各种冲击地压和沿空巷道顶板管理方面的知识，得出沿空冲击地压巷道在原有的支护方式下（锚带网索），锚杆间排距800×800mm，顶板锚杆支护完后，按间排距1600mm×1600mm施工锚索，每排3根。然后在下帮顶板每排钢带之间施工一根锚索。

四、实施内容

在原有的支护方式下（锚带网索），巷道下帮顶板没有施工的钢带之间增加施工一根锚索，每根锚索使用3支MSCK2370型树脂锚固剂锚固，锚索外露长度150-250mm。

五、实际效果

1、通过在该矿轨道顺槽掘进中实施顶板支护改革，不但安全得到了保障，而且还节约了各种费用。

2、直观的效果表现在顶板不再下沉，不再因为顶板下沉，挤压帮部使顶板及肩窝出现网兜影响行人、运输安全。

3、断锚杆现场大大降低，节省了后期补打锚杆使用的支护材料，以及巷道距离增长不再使用人工来回拉风水绳、锚杆钻机等，节约了人工。该支护改革的使用：（1）每天平均节约2棵锚杆。月节约锚杆 2×30×40=2400元 年创效 2400×12=28800元。（2）每天平均节约2人。月节约人工费 2×30×160=9600元。

4、顶板不再下沉，不用再架设单体棚支护，一是减少了单体棚支设的人工费用，二是减少了单体的租赁费用，三是减少了后期的单体检查、维护等工作。该支护改革的使用：（1）每天平均节约4人。月节约人工费 4×30×160=19200元。（2）每颗单体每天节约1.4元，单体节约共2700颗，月节约单体租赁费 2700×1.4×30=89100元。

六、结语

巷道掘进的进度关系着采煤工作面的接续及矿井的生产，只有高质量、保安全的掘进工艺技术才能有高效的经济效益，展望随着煤炭行业的高速发展，随着每年国内煤矿产量的居高不下，尤其在部分国有重点煤矿企业中，机械化程度已经达到95%以上，这必然给掘进技术及机械提供了一个不断革新和发展的平台，积极加强掘进技术的发展成为必然趋势，掘进技术必将迎来更大更广阔的发展空间。

参考文献

[1]赵学社.煤矿高效掘进技术现状与发展趋势[J].煤炭科学技术，2007，35（4）：1-10.

[2]刘贵金.浅谈掘进工作面过破碎带时顶板支护技术优化[J].能源与节能，2014.02.064.

[3]李跃宇，吴志海.我国煤矿掘进装备技术发展的思路[J]煤炭科学技术，2000.9.

[4]杨善国.液压锚杆钻机设计研究[D].中国矿业大学，2009.

作者简介：

郭建军，男，1970.01出生，四川富顺人，大专学历，1990.04参加工作，现任新疆努肯泥沃特格煤矿有限责任公司安全矿长。

（作者单位：新疆努肯泥沃特格煤矿有限责任公司）