岩巷掘进临时支护工艺优化及其应用

李晓晖

摘 要：本文对岩巷掘进临时支护方法及其流程的优化对策进行分析，对岩巷掘进临时支护工艺相关要求的优化措施实行研究，对岩巷掘进临时支护工艺的优化和应用情况加以探析，旨在联系岩巷掘进临时支护工艺情况有针对性的作以优化处理，从而使用适合的支护工艺作业，达到最佳的岩巷掘进临时支护效果。

关键词：岩巷掘进;临时支护;支护工艺;优化;应用

1 岩巷掘进临时支护方法及其流程的优化对策

1.1 岩巷掘进临时支护工艺优化方法

1.1.1 新型临时支护方法的优化

新型单体液压支柱、单边π型梁联合应用支护，各根单边π型梁通过轻型单体液压支柱、专用π型梁吊环进行固定处理，然后于后巷永久支护锚杆位置作以固定。

1.1.2 轻型单体液压支柱的优化

轻型单体液压支柱即为活柱、三用阀，以及底座和缸筒等，活柱又可分为活顶、封头及活塞管等[1]。需要注意的是，单体液压支柱中注入单体液压支柱缸管中可很好的支撑巷道顶板，于单体液压支柱支撑下可将注液枪撤出，通过封存三用阀单向阀方式，防止发生活柱降低的问题。

1.2 岩巷掘进临时支护工艺流程优化方法

按照迎头顶板活矸危石、前探梁及吊环安装、撑杆挑起网片、穿探梁、连网到永久支护，以及预紧探梁吊环、打单体液压支柱、单体液压支柱栓防倒绳的顺序处理，最后对岩巷掘进临时支护效果检查。

2 岩巷掘进临时支护工艺相关要求的优化措施

2.1 爆破后临时支护优化要点

爆破后在第一时间实行临时支护，以便缩短顶板暴露的时间，要求相关作业人员进行临时支护、不可空顶作业。

2.2 顶板管理优化要点

通过研究发现顶板的压力较大，顶板离层、存在声响时需马上停止作业，并且组织相关工作人员撤出，顶板保持稳定后于外--内支护，在此之后可继续接下来的施工作业[2]。如果顶板状况较差建议加强对支柱的检测，如果必要可通过增加其他支护方式处理。

2.3 及时补液优化要点

掘进过程中，如果发现临时支护应用单位液压支柱存在漏液问题、松动问题应立即补液，安排工作人员做好单体柱支护的检查工作，反复循环注液并更换损坏的单体柱和三用阀，以此保证支护作业的整体效率。

2.4 注液枪高压软管优化要点

要求注射枪高压软管连接头应用快速接头、插销，保持连接的牢固性，实际应用前反复检查，禁止枪头对人喷射防止发生安全事故[3]。

2.5 轻型单体液压支柱、π型梁优化要点

轻型单体液压柱、单边π型梁临时轻型单体液压支柱、吊环，均应置于后巷永久支护锚杆位置，达到1梁、1柱、1吊环的要求。单边π型梁长度、最小控顶距、最大控顶距分别设置为：2m、280mm、1m，而专用吊环一段悬臂梁长度应在320mm以上。在挖单体液压支柱柱窝、打注的过程，要求工作人员于临时支护/永久支护下作业，待完成挖柱窝工作后打单体液压支柱，确保其保持稳固状态，可注1根、栓1根防倒绳，确保人员的安全。如果单体液压支柱打注后π型梁、上当顶板空顶>320mm，可通过木板达到固定效果。

3 岩巷掘进临时支护工艺的优化和应用情况

3.1 工序优化及应用情况

新型支护工艺对于迎头顶板活矸、危石处理效果较好，主要可进行撑杆挑起网片、安装单边π型梁穿入处理[4]。完成吊环固定工作后拧紧并做好工序加固作业。由此同时，通过对以往支护工艺优化能减少实际作业时间，更好的进行生产组织，临时支护工艺耗时约为2h，通过优化处理后支护工艺耗时在0.5h左右。

3.2 钢支柱优化及应用情况

以往，在岩巷掘进临时支护中多使用钢支柱，在此之上进行优化处理调整为轻型支柱，质量为钢支柱的45%左右，属于新型外部供液恒阻式单体液压支柱，承载能力、抗偏载能力较强。同时，轻型支柱使用的为玻璃钢材料重量轻、耐腐蚀性强，应用更加简便、安全。

3.3 支护主动性情况优化及应用情况

新型临时支护工艺，指的是1梁、1柱、1吊环，支护结构承载负荷可转化为支挡结构，为支护结构提供相应的服务，如此可确保支护的效果，并促使岩巷掘进作业更加安全、科学，将支护的形式经被动--主动转变。此外，主动支护下可严格控制工程投入资金，在特殊环境下施工同样能获得较好效果。

3.4 防倒情况优化及应用情况

有效应用专用吊环能达到最理想的固定效果，防止单体柱、π型梁承受较大压力，接触面受力无法保持均匀或发生掉梁现象[5]。建议在单体柱上设置防倒绳，保障单体柱的安全。

3.5 球面活顶优化及应用情况

应用轻型单体液压支柱球形活顶+π型梁支护方式，能发挥支护工艺应用价值，巷道顶板不平整/巷道顶板为弧形时候，球形活顶可以自行调整角度利于单体支柱顶部、π型梁直接接触，进而能够获得最好的支护效果。

3.6 前探梁优化及应用情况

前探梁、传统锚网在支护工艺、前移、工作量方面比较，存在较多差异性。与此同时，可确保锚网施工操作空间加大，为工作人员顺利施工奠定基础。前探梁被顶紧螺杆销紧于吊环中，稳定性较佳，于上山施工、下山施工中应用均可获得较好的效果，不容易引发前探梁窜动所致人员伤亡问题。一般来讲，经调节顶紧螺杆方式能确保前探梁前探部分、顶板部分为紧贴状态，以此更好的支撑顶板。此外，前探梁角度可适当调节于顶板小型冒进/欠挖条件下，同样能够实行顶板支护处理。前探梁前探、吊挂部分定量长度，能结合施工循环进度、巷道顶板作以相应调整。前探梁掘进临时支护效果能适应井下环境，确保掘进作业的速度、施工现场操作空间安全。不足：前探梁管路数量较多，若想进行管理有一定挑战性，发生顶板不平情况时不能很好的利用前探梁，相关工作人员需引起重视。

3.7 丝杆滑移式前探梁临时支护优化及应用情况

对丝杆滑移式前探梁主要构件进行调节，可将吊环经钢板加工制成U型固定于锚杆位置，横梁和长梁分别应用12#槽钢、10#槽钢所致，长度、宽度、厚度分别为：1.5m、0.15m、0.12m。掘进一个循环进尺后待迎头炮烟排完，确保瓦斯在限定范围、供风良好，遵循打帮问顶、清除顶帮活石伞檐、安装临时支护吊梁的顺序作业[6]。实际安装期间合理调节移动吊环，将其固定于邻近工作面前3排永久支护顶锚杆位置，各根顶锚杆均安装于相同吊环上。在此之后将长度为4m长度的梁搭接于横梁槽，向前推移到工作面煤壁，保证前探梁和顶板为贴紧的状态，将前探梁工作面煤壁间距离设置在<0.2m。经外--内安装刹顶木，借助刹顶木的作用使悬梁、顶板保持刹紧的状态。安装刹顶木过程中每2根长梁上部担放刹顶木，保持刹顶木为刹紧状态。相关需要注意事项：丝杆滑移式前探梁可适应不同地质条件，考虑到机械故障所致停工影响。不足：操作比较复杂、需投入大量的人力资源，而且临时支护速度较为缓慢。

4 结语

在传统岩巷掘进临时支护方式基础上加以优化，利于使支护工艺流程清晰明了、支護工艺简单、可行，支护要求更加明确等，所以应做好临时支护工艺方式、流程，以及要求、工艺和应用等方面优化处理方面工作。

参考文献：

[1]高宝安，高家旺，张旺.新型前探梁临时支护装置的研制及应用[J].山东煤炭科技，2019（5）：132-133.

[2]惠兴田，田国宾，康高鹏，etal.煤巷掘进装备技术现状及关键技术探讨[J].煤炭科学技术，2019（6）：11-16.

[3]解超超.大倾角下山岩巷掘进工艺优化实践[J].江西煤炭科技，2019（3）：175-176.

[4]陈秀磊.湿法喷射混凝土在矿井巷道支护中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济，2019（12）：36-39.

[5]郭宏斌.白洞矿快速掘进工艺的优化方案研究[J].山东煤炭科技，2018（6）：4-6.

[6]屈永超.综放沿空留巷覆岩运动规律及监测研究[J].西安科技大学学报，2018（1）：65-70.