大傾角上山巷道掘進支護技術的相關探討

余成亮

摘要：目前，隨著人口的增長，人類對煤炭資源的需求也會越來越大了。在煤炭開采過程中，井下地質條件復雜，斷層、陷落柱等地質構造較多，這些構造附近的煤巖層由于受地質作用影響變得破碎、不穩定，給施工現場頂板管理造成很大的困難。介紹了大傾角上山巷道的支護設計方法以及支護技術。通過選擇合理的支護方式，提高了巷道的掘進速度，同時有效地控制了頂板離層和冒頂現象的發生，達到了巷道支護的預期效果。本文對大傾角全巖掘進的支護技術進行了分析，希望為業界人士提供一定的參考價值。

關鍵詞：大傾角 上山巷道 支護技術 聯合支護

在現階段下，人們對資源的需求增大，于是開采的礦井也越來越有難度了，大多數的礦井都進入了深部開采，深部開采會出現地壓增大、瓦斯涌出量增加等更多的問題；因此掘進工作面采用單一的臨時支護方式無法對圍巖進行有效控制。經過研究論證，掘進工作面采用初噴漿、前探梁、護幫梁及護巖網等聯合支護方式對圍巖進行了臨時控制，為工作面永久支護創造了條件，保證了安全生產，本文將對此進行詳細的分析

一、掘進技術的應用現狀

由于需求需要，我們希望能夠進行快速掘進、開采出更多的資源，于是對能夠快速掘進所需技術進行了分析。得出了快速掘進技術依賴于系統設計、開發技術、支護技術、裝備技術、施工管理與組織等多方面因素決定的。雖然現在復雜的地質條件，對掘進進程的影響很大；但是還是存在很多可以人為避免的問題，比如：巖巷鉆眼、排矸過程所需的時間過長，很多的配套都有些不合理，掘進中支護跟不上，系統安排有些不合理，安全問題很難得到保障等問題。

二、大傾角上山巷道支護技術

1、巷道的臨時支護

在巷道上山掘進過程中，每次爆破后必須采用前探梁支護好空頂，在臨時支護后做好巷道的永久支護。臨時支護材料： 3根長4 m、ù5018 mm無縫鋼管， 6個螺母吊環，若干塊背木板。前探梁與空頂之間必須背緊、背實。

2、噴射混凝土支護

噴射混凝土支護可分為一般噴射混凝土與纖維增強噴射混凝土。噴射混凝土可以與巖石層構成一個共同承載力量的整體，所以支護的厚度可以減薄為原來的一半，從而巷道掘進斷面可以減少很多；噴射混凝土支護還可以節約木材和鋼材，使混凝土的來往運送、澆灌、搗固等工序合成一條作業線，從而減少了很多的繁瑣、復雜的工序，可以使施工速度提高2～3倍，工時有所減少，功效有了一定的提高；噴射混凝土還可以用管道進行長距離的輸送，噴射混凝土能大大提高巷道掘進圍巖的自身穩定性和承載能力。總之，噴射混凝土無論到是在技術上還是在經濟上都比普通混凝土有更多的優勢。在噴射混凝土支護中有一種鋼纖維噴射混凝土支護，鋼纖維噴射混凝土基于普通噴射混凝土，但是又有所不同，是在普通噴射混凝土中加入適量的鋼纖維。從而形成了一種新型的復合材料，這種新型的復合材料具有了很大的改善，具有了不同于普通混凝土的一些強度高、在破壞后仍然有殘余的特點；使噴射混凝土更加耐用、具有很強的抗彎、抗疲勞功效。

3、前探梁是對巷道頂板進行控制的主要臨時支護方式

大傾角上山掘進工作面頂板采用吊掛前探梁作為臨時支護，前探梁用Ф75×4500mm的兩根鋼管制作，配吊環、兩塊2600×150×50mm（長×寬×厚）木板共同組成。前探梁用吊環固定，每根前探梁配兩個吊環。吊環用配套的錨桿螺帽固定在頂板錨桿上，并上滿絲帽。每個吊環內安兩塊夾板，前探梁鋼管用兩塊夾板夾住并用螺帽緊固。掘進工作面放完炮后必須先進行敲幫問頂，進行初噴漿再聯網，將未支護段頂板敷上網，然后在永久支護段架設前探梁，將吊環固定在永久支護錨桿上，將前探梁插入吊環內，再將前探梁攛到未支護段將頂網托起，在網下部擔上木板，將前探梁夾板上緊。如果前探梁接頂不實用木楔楔（剎）緊，保證其牢固有力。然后人員在前探梁的掩護下進行其他作業，前探梁前端距迎頭不大于0.2m，前探梁木板距巷幫不大于0.4m。掘進工作面頂板起伏較大或出現錯茬無法使用卡子固定前探梁時，可用30T溜子鏈條固定，保證前探梁正常使用。當掘進工作面頂板破碎局部出現漏頂、冒頂，使用前探梁無法接頂時，敷好網后在網下部橫擔一排木板，并將前探梁固定牢固。

4、兩幫支護形式

Q335高強螺紋錨桿+雙抗網+金屬網+梯子梁。高強螺紋錨桿：φ18mm×2 500mm，配150mm×150mm×10mm的高強托盤及扭矩螺母、減阻增壓片。錨桿的間排距設計為800 mm×800 mm。每根錨桿使用2卷M2350型中速低稠樹脂錨固劑，幫錨桿的預緊力必須達到200N·m。兩幫最上一排幫錨桿距離頂板不超過200mm，最下一排幫錨桿距離底板不超過300mm。如圖1、圖2所示，巷道兩幫最上一排幫錨桿錨入巷道頂板巖石內的長度為447mm，巷道兩幫最下一排幫錨桿錨入巷道底板200mm。

5、工作面頂部超前掘進施工及護巖網的設置是對迎頭破碎巖層進行控制的主要臨時支護方式

掘進迎頭巖層較破碎時，為確保迎頭下部施工人員的安全，可采用設置護巖網的方法對迎頭破碎巖層進行臨時控制。護巖網采用2000×1000mm的金屬網，根據巷道斷面設置2～3片，護巖網采用錨桿進行固定。可充分利用迎頭固定耙裝機回頭輪的錨桿，必須保證護巖網緊貼巖面，使其真正發揮固定破碎巖層的作用。在迎頭打眼過程中，可逐片拆除影響打眼的護巖網。

6、大傾角上山巷道頂錨桿角度的保證

在煤礦巷道支護中，錨桿安裝的角度直接關系著巷道的支護質量。由國家煤礦安全監察局制定的《煤礦安全質量標準化標準及考核評級辦法》明確規定，錨桿安裝的方向與井巷的輪廓線的角度不得小于75°；永煤集團公司2005年制訂的《煤巷錨桿支護質量標準》規定，錨桿安裝的方向與巖面法線間的夾角A不得大于5°。實踐證明：錨桿安裝的方向與巖面法線間的夾角越大，錨桿越容易出現/穿皮現象，錨桿的錨固力大大降低。

結語：

大傾角上山巷道掘進采用錨網帶+錨索梁（29U型梁）聯合支護代替傳統的支護方式。施工現場采用這種聯合臨時支護方式后，取得了良好的支護效果，杜絕了漏頂、冒頂等頂板事故的發生，并為做永久支護做好準備。

參考文獻：

[1]李愛軍.大傾角上山巷道掘進支護技術[J]. 中州煤炭，2007，0114-15.

[2]張文義，孔凡軍，徐中正.大傾角掘進工作面上山施工臨時支護方式研究及應用[J].中國高新技術企業，2013，01110-112.