關于超前臨時支護的研究

摘 要：本文著重研究巷道超前臨時支護，分析當前幾項先進的超前臨時支護手段，并就未來超前臨時支護發展方向進行了探討，希望能有助于采礦作業面的超前臨時支護的技術優化，達到最佳采礦安全效果，從根本上全面保證企業的經濟和社會雙重效益。

關鍵詞：巷道;超前臨時支護;安全

在采礦工作面推進過程中，作業面兩側的巷道煤壁會遭到破壞，極易導致巷道結構發生變化，造成垮落，成為安全生產的不穩定因素。空頂作業是巷道頂板事故的最大隱患，因此在開采掘進過程中，應根據作業和圍巖條件，盡快采取及時支護措施，縮小空頂作業面積和延續時間，掘進迎頭新懸露的頂板，應及時采用超前支護的臨時支架，確實的保證采礦作業的安全。

1 超前臨時支護的有效作用

在開拓巷道掘進過程中，經常會遇到地質構造帶，給巷道施工帶來極大困難。一般，礦井地質構造復雜，井田內部高角度的正斷層發育，中小型寬緩褶皺較多，陷落柱發育，這些地質因素，導致開采作業面圍巖條件復雜，煤層群受到多重采掘驅動，巷道圍巖及錨固結構的時間效應等多重因素疊加，都會對采礦安全產生不利影響。我國采礦業歷經多年開采工作經驗的積累，對采礦工作面加強防護措施，所采取的支護辦法較多，目前許多傳統的支護手段仍被一些中小型礦所應用，但是這些支護措施不但效率很低，而且影響高產高效工作面的推進，甚至因為在行進中支護完全依靠人力而屢有安全事故發生，給安全生產工作帶來極大的隱患。超前臨時支護主要是指前探梁支護，應用于放炮結束后通過處理危巖再在掘進頭前方靠頂幫按一定的傾斜角度向前打錨桿或采取前探梁支護，對巷道的頂板能夠進行全面的支護，對巷道里的設備起到保護作用，超前支護與初期支護和永久支護是不同的，超前支護主要是在圍巖較差的時候，以及洞口，通過打超前錨桿加固和密實前方礦體的作用，初期支護是開挖后支護的第一步，作用是通過初噴--打錨桿--掛網片--復網噴等措施，及時加固圍巖，減少二次擾動，而永久支護主要是二次襯砌。

2 超前臨時支護措施

2.1 超前臨時支護的應用

巷道圍巖條件復雜多變，小型褶曲構造，節理裂隙發育，礦壓劇烈且規律不明顯，如果不根據采礦工作實際情況，就進行大尺度的起底、刷幫循環進尺會加大巷道穩定狀態劣化的程度和范圍，會導致冒頂事故的發生。開拓巖巷掘進過斷層帶采用管縫式錨桿做超前支護，有效的防止巷道頂板冒落，可以成功通過多個地質構造帶。超前臨時支護是在放炮結束后通過處理危巖再在掘進頭前方靠頂幫按一定的傾斜角度向前打錨桿或采取前探梁支護，臨時支護就是在頂板相對完好的基礎上為預防漏渣所采取的一種支護方式，一般由4根內注式支柱配合網片在放炮后采取的一種臨時支護，臨時支護主要采用的是錨桿支護。在工作面回采，防止巷道兩幫變形、回風巷道巷道底鼓、頂板下沉掉包等工作面支架和兩巷道的超前支架均能滿足支護要求，基本實現了兩巷道超前支護段的可靠支護，提高了掘進單進，確保安全快速施工，有效緩解開拓巷道接替緊張的被動局面，為此要不斷總結開拓巷道通過斷層帶的成功經驗

2.2 機載超前支護裝置

目前，機載超前支護裝置在礦井運輸巷掘進工作面應用比較廣泛。機載超前支護裝置采用液壓操控，裝配在掘進機的中上部，選位合理，配套簡便，對掘進機的改造量很小，不干擾掘進機的運動和截割作業功能。通過控制閥控制各部能夠同步托起錨網和鋼帶，實現綜掘機自動支撐臨時支護，杜絕空頂作業，實現了機械支護，增大了兩巷道超前支護的支護強度，提高了支護的安全可靠性，超前支架推移時工作面可以正常生產，每天至少可節約時間1h，使工作面的有效生產時間得到增加，提高了工作效率。機載超前支護裝置適應井下現場的惡劣環境，能夠很好的實現機械化支護作業，可以有效降低職工勞動強度，提高掘進效率，使支護工的安全得到了有效保障。促進了掘進正規循環，不僅保證了作業環境安全，而且提高了錨網連接的質量，施工工藝得到簡化，為實現快速掘進和安全生產起到積極促進作用。

2.3 滑移式臨時支護裝置

使用滑移式臨時支護裝置支護方式，安全系數和掘進效率明顯提高，勞動強度也減輕了。引進掘進超前支護裝備ZLJ2×1040/28/42型滑移式掘進臨時支護裝置（見圖1），有效解決了過去臨時支護只護頂不護幫、頂板破碎時前探梁使用困難等不安全因素，提高了掘進效率，強化了頂板管理。

該支護方式與以往支護方式相比，不但能及時支護掘進暴露出的全斷面頂板，作業人員可完全處于有效支護下進行鉆裝錨桿及鋪聯網作業，最大限度保證安全施工，而且在掘進機進行割煤作業時，司機也同樣完全掩護在裝置下。同時，該裝置由液壓系統控制，能實現自移行走和各種動作，并可根據巷道壓力情況設計支護強度，確定合理的初撐力，滿足支護和移架要求，避免初撐力過大重復支撐對頂板造成的弊端，有效控制頂板冒落，實現了連續支護作業，解決了掘進工作面多年來空頂作業的技術難題，為實現高效掘進創造了條件。

2.4 臨時支護機器人的研發

礦山機械化、自動化、信息化、智能化的建設發展取得一定的進步，大力推進采礦智能裝備和機器人研發成為新的戰略目標，研發基于信息化、網絡化和智能化及時的礦井掘進工作面機器人群，具備井巷掘進作業設備機群自主決策控制功能，實現工作面掘進、臨時支護、鉆錨、運輸等多機器人高效協同，一鍵啟動，自動掘進。臨時支護機器人面向巷道圍巖狀態智能感知、自主移動定位，具備支撐力自適應控制、支護姿態自適應調控、多架協同及遠程干預等功能，確保掘進巷道臨時支護及時可靠，提高掘進效率及安全性，以機器人代替人類進行支護施工，可以有效保障采礦工作人員的安全，這是未來實現智能化采礦的發展趨勢。

3 巷道支護安全相關措施

嚴格防止掘進頂板事故，首先要從認真執行《煤礦安全規程》有關規定出發，對掘進工作面和巷道支護做到以下幾點：確切掌握一手地質資料，認真編制施工作業流程，采取合理的施工方法和頂板管理措施，堅持一次成巷，縮小圍巖暴露的時間和面積;超前臨時支架必須達到足夠的強度，系統有一定的阻力，防止老頂來壓時推倒支架;嚴格執行爆破規定，合理布置炮眼，控制藥量，保持圍巖穩定性，避免崩倒支架;特殊地段壓力大時，采取加強支護等強化支護手段;傾斜巷道要采取防止推倒支架的措施;加強巷道圍巖的觀測和頂板工作面的管理工作，嚴格執行敲幫問頂制度，發現問題，及時處理;嚴格按照質量標準進行檢查驗收，出現質量問題及時放工處理;出現漏頂必須徹底處理，接頂背嚴，不得留有空頂隱患;要加強地質及觀察工作，隨時注意地質構造的變化，在大塊巖石范圍內必要時先用木支架代替單體金屬支架，加強支護，并及時采取相應的措施，保證采礦安全。

4 結語

為實現礦井“安全、環保、高效、和諧”建設目標，企業應聚焦發展瓶頸，突出創新引領，深化支護改革，采礦生產中應結合實際，加強地質預測工作機制，總結開采和支護工作的經驗和規律，提高支護質量，合理確定支護方法，企業各部門從上到下要增強責任感，保障生產各個環節萬無一失，始終把安全第一，放在各項工作的首要位置。

參考文獻：

[1]張偉.煤巷快速掘進技術與超前臨時支護技術研究[J].技術與市場，2019（09）.

[2]呂懷寶.快速掘進超前臨時支護支架選型[J].煤礦機電， 2019（04）.

作者簡介：

賈克勤（1987- ），男，山西襄汾人，礦建工程師，項目部經理，主要從事煤礦安全生產管理。