關(guān)于掘進(jìn)工作面臨時支護(hù)的探討

杜鵬鵬

（山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)水峪煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 呂梁 032302）

引言

《煤礦安全規(guī)程》對煤礦的生產(chǎn)有著明確的規(guī)定：在掘進(jìn)工作面絕不允許出現(xiàn)空頂作業(yè)的行為[1]。在地質(zhì)較為松軟的位置，嚴(yán)格要求其使用前探支護(hù)或選擇其他確保安全的措施。在支護(hù)方式上，有永久支護(hù)與臨時支護(hù)兩種。其中永久支護(hù)通常情況下需要一批人在有限的空間內(nèi)去進(jìn)行長時間的工作，這必然又會衍生出新的安全隱患來，為了使永久支護(hù)在進(jìn)行作業(yè)時更加安全，臨時支護(hù)的概念隨之被提出并得到了迅速的普及[2]。故而可以得知，臨時支護(hù)對于確保煤礦生產(chǎn)安全至關(guān)重要。那么如何在掘進(jìn)工作面中更加科學(xué)合理運(yùn)用臨時支護(hù)，以防止空頂作業(yè)的安全事故發(fā)生，是目前煤礦企業(yè)均需要面對并解決的問題。

1 巷道斷面及支護(hù)形式

1.1 巷道斷面

在進(jìn)行巷道斷面的形狀設(shè)計時，需要根據(jù)巷道的地質(zhì)環(huán)境、使用時間、作業(yè)類型進(jìn)行分析，以建成后的安全以及實用為前提，設(shè)計出科學(xué)合理的斷面形狀。在對61106運(yùn)輸巷的巷道進(jìn)行設(shè)計的時候，采用了矩形的形狀。其巷道斷面的詳細(xì)參數(shù)如表1所示。

表1 巷道斷面特征

1.2 運(yùn)輸巷臨時支護(hù)方式

掘進(jìn)機(jī)割完一個循環(huán)后鋪設(shè)菱形網(wǎng)，采用兩根內(nèi)注式單體支柱戴棚板作為臨時支護(hù)。菱形網(wǎng)鋪于棚板之上，內(nèi)注式單體支柱規(guī)格DN-3.15，棚板規(guī)格長×寬×厚＝1 200mm×200mm×50mm。兩根內(nèi)注式單體支柱分別支設(shè)在距工作面最后一排錨桿1.3m，距巷道兩幫1.5m位置，間距為1.5m。

2 隨工作面頂板的變化臨時支護(hù)的變化

2.1 當(dāng)工作面頂板平整、圍巖穩(wěn)定時

在掘進(jìn)過程中，巷道的圍巖穩(wěn)定，頂板平整，例如：61106運(yùn)巷前300m巷道，頂板平整，層位清晰，當(dāng)正常掘進(jìn)完一個循環(huán)后，嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂，頂板未發(fā)現(xiàn)離層等情況，此時應(yīng)當(dāng)迅速組織作業(yè)人員進(jìn)行支護(hù)，盡量減少頂板空頂時間，這種情況下不易使用臨時支護(hù)，使用臨時支護(hù)反而增加了空頂作業(yè)時間。

根據(jù)現(xiàn)場實際統(tǒng)計，規(guī)格為DN-3.15內(nèi)注式單體支柱比較重，作業(yè)人員操作不便，打起臨時支護(hù)后，影響鋼帶的正常鋪設(shè)；施工一根頂錨桿的時間大約在3min，也就是說，直接進(jìn)行永久支護(hù)要比先使用臨時支護(hù)更能減少操作人員在空頂下的作業(yè)時間。

2.2 當(dāng)工作面頂板破碎時

在掘進(jìn)作業(yè)過程中，發(fā)現(xiàn)巷道頂板破碎，例如：61106運(yùn)巷480～540m段巷道，正常掘進(jìn)完一個循環(huán)后，頂板漏頂嚴(yán)重，最高處可達(dá)500～600mm，此時作業(yè)人員無法進(jìn)入空頂區(qū)域進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，在進(jìn)行敲幫問頂后，及時挑落離層的煤層，人員站在已支護(hù)安全區(qū)域先對空頂區(qū)域施工超前支護(hù)錨桿，將工作面空頂區(qū)域進(jìn)行支護(hù)，然后迅速組織作業(yè)人員進(jìn)行支護(hù)。或者在割下一排前提前在工作面施工超前支護(hù)，最大程度地減少工作面發(fā)生漏頂現(xiàn)象，隨后進(jìn)行架棚支護(hù)，架棚支護(hù)時，需保證支護(hù)質(zhì)量，從而為永久支護(hù)打下良好基礎(chǔ)。

根據(jù)現(xiàn)場實際統(tǒng)計，規(guī)格為DN-3.15內(nèi)注式單體支柱比較重，作業(yè)人員操作不便，發(fā)生漏頂型冒頂后，臨時支護(hù)的使用也會受到很大的影響，不能達(dá)到預(yù)期的效果，施工一根超前錨桿的時間大約在3min，也就是說，施工超前錨桿代替臨時支護(hù)要比先使用臨時支護(hù)更安全更有效果，且能提高工作效率。

3 工藝流程（如圖1所示）

圖1 工藝流程圖

4 鋪聯(lián)網(wǎng)

1）進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的布置時，需要在有支護(hù)的位置進(jìn)行。

2）在進(jìn)行金屬網(wǎng)的布置時，需將其長邊與巷道中線保持垂直，然后將相鄰的網(wǎng)用單股鉛絲進(jìn)行連接，將其至少擰三圈，以保證其連接處的牢固，同時確保鉛絲頭在金屬網(wǎng)的內(nèi)側(cè)。

5 頂板錨桿的安裝

1）進(jìn)行打眼作業(yè)前，需對斷面的規(guī)格進(jìn)行檢測，若發(fā)現(xiàn)其規(guī)格不符合標(biāo)準(zhǔn)，則需先對其進(jìn)行處理。另外，還需對頂幫圍巖的情況進(jìn)行檢測，確保工作環(huán)境的安全。

2）進(jìn)行錨桿眼位置的確定時，要根據(jù)鋼帶的孔位進(jìn)行。

3）在進(jìn)行錨桿眼的作業(yè)時，首先要根據(jù)設(shè)計好的錨桿眼位置將錨桿鉆機(jī)的位置進(jìn)行確認(rèn)，然后再依據(jù)頂板傾角將鉆機(jī)角度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以確保鉆孔角度的準(zhǔn)確性。在打眼最初階段，要控制轉(zhuǎn)桿的轉(zhuǎn)速不能太快，同時氣腿的推力也應(yīng)該適宜。當(dāng)孔眼的深度超過30mm后，可將轉(zhuǎn)速進(jìn)行適當(dāng)?shù)募涌欤瑫r加大氣腿的推力。

4）打眼完成后，可以使用錨桿桿體將兩根不同的樹脂藥卷放置到孔底。

5）當(dāng)樹脂藥卷放置在孔底之后，可以使用連接套連接錨桿與錨桿鉆機(jī)，通過錨桿鉆機(jī)將錨桿均速的推進(jìn)孔內(nèi)底，當(dāng)錨固劑與樹脂藥卷接觸后，將其進(jìn)行拌合，時間控制在15～20 s。

6）在拌合3min后，可以在此使用錨桿鉆機(jī)對螺母進(jìn)行緊固，先使用鉆機(jī)使其扭矩盡量臨近210 N·m，然后人工將扭矩調(diào)整至210N·m。

7）最后要確保錨桿的外露長度以及露出螺母的長度在不小于10mm的同時，也不大于40mm。

6 幫錨桿的安裝

1）在進(jìn)行錨桿的安裝時，要確保頂、幫錨桿的安裝進(jìn)度一致。

2）進(jìn)行打眼作業(yè)前，需對斷面的規(guī)格進(jìn)行檢測，若發(fā)現(xiàn)其規(guī)格不符合標(biāo)準(zhǔn)則需先對其進(jìn)行處理。另外，還需對頂幫圍巖的情況進(jìn)行檢測，確保工作環(huán)境的安全。

3）進(jìn)行錨桿眼位置的確定時，要根據(jù)設(shè)計規(guī)劃進(jìn)行確認(rèn)。

4）進(jìn)行錨桿眼的鉆孔操作時，選用風(fēng)煤鉆，并配以直徑為30mm的鉆頭和長度為1.8m的鉆桿。

5）打眼完成后，可以使用錨桿桿體將兩根不同的樹脂藥卷放置到孔底。

6）當(dāng)樹脂藥卷放置在孔底之后，可以使用連接套連接風(fēng)煤鉆與錨桿螺母，通過風(fēng)煤鉆將錨桿均速的推進(jìn)孔內(nèi)底，對樹脂藥卷進(jìn)行攪拌，時間控制在15～20 s。

7）在拌合3min后，可以在此通過人工使用機(jī)械扳手將扭矩調(diào)整至150N·m。

8）最后要確保錨桿的外露長度以及露出螺母的長度在不小于10mm的同時，也不大于40mm。

7 錨索支護(hù)技術(shù)要求

1）對錨索進(jìn)行作業(yè)時，必須與掘進(jìn)工作進(jìn)度保持一致。

2）錨索孔的深度允許有30mm左右的偏差。

3）確保錨索露出鎖具長度在不小于150mm的同時，也不大于250mm。

5）錨索錨固力需要大于200 kN。

8 結(jié)語

臨時支護(hù)的作用主要是提升巷道周邊的圍巖的強(qiáng)度，同時有效避免煤巖脫落。同時，它對空頂危險的預(yù)防起著相當(dāng)關(guān)鍵的作用。通過以上掘進(jìn)工作臨時支護(hù)使用流程的論述，可以看出現(xiàn)在使用的臨時支護(hù)弊端很多，影響工作面掘進(jìn)效率，不能很好地為安全生產(chǎn)服務(wù)，因此應(yīng)根據(jù)工作面現(xiàn)場的實際情況調(diào)整臨時支護(hù)的方式，或者用超前支護(hù)替代臨時支護(hù)，從而更簡便、更安全地進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。期待發(fā)明更先進(jìn)的臨時支護(hù)設(shè)備，徹底解決現(xiàn)在所使用的臨時支護(hù)存在的弊端。