巖巷掘進臨時支護工藝優化及其應用

李曉暉

摘 要：本文對巖巷掘進臨時支護方法及其流程的優化對策進行分析，對巖巷掘進臨時支護工藝相關要求的優化措施實行研究，對巖巷掘進臨時支護工藝的優化和應用情況加以探析，旨在聯系巖巷掘進臨時支護工藝情況有針對性的作以優化處理，從而使用適合的支護工藝作業，達到最佳的巖巷掘進臨時支護效果。

關鍵詞：巖巷掘進;臨時支護;支護工藝;優化;應用

1 巖巷掘進臨時支護方法及其流程的優化對策

1.1 巖巷掘進臨時支護工藝優化方法

1.1.1 新型臨時支護方法的優化

新型單體液壓支柱、單邊π型梁聯合應用支護，各根單邊π型梁通過輕型單體液壓支柱、專用π型梁吊環進行固定處理，然后于后巷永久支護錨桿位置作以固定。

1.1.2 輕型單體液壓支柱的優化

輕型單體液壓支柱即為活柱、三用閥，以及底座和缸筒等，活柱又可分為活頂、封頭及活塞管等[1]。需要注意的是，單體液壓支柱中注入單體液壓支柱缸管中可很好的支撐巷道頂板，于單體液壓支柱支撐下可將注液槍撤出，通過封存三用閥單向閥方式，防止發生活柱降低的問題。

1.2 巖巷掘進臨時支護工藝流程優化方法

按照迎頭頂板活矸危石、前探梁及吊環安裝、撐桿挑起網片、穿探梁、連網到永久支護，以及預緊探梁吊環、打單體液壓支柱、單體液壓支柱栓防倒繩的順序處理，最后對巖巷掘進臨時支護效果檢查。

2 巖巷掘進臨時支護工藝相關要求的優化措施

2.1 爆破后臨時支護優化要點

爆破后在第一時間實行臨時支護，以便縮短頂板暴露的時間，要求相關作業人員進行臨時支護、不可空頂作業。

2.2 頂板管理優化要點

通過研究發現頂板的壓力較大，頂板離層、存在聲響時需馬上停止作業，并且組織相關工作人員撤出，頂板保持穩定后于外--內支護，在此之后可繼續接下來的施工作業[2]。如果頂板狀況較差建議加強對支柱的檢測，如果必要可通過增加其他支護方式處理。

2.3 及時補液優化要點

掘進過程中，如果發現臨時支護應用單位液壓支柱存在漏液問題、松動問題應立即補液，安排工作人員做好單體柱支護的檢查工作，反復循環注液并更換損壞的單體柱和三用閥，以此保證支護作業的整體效率。

2.4 注液槍高壓軟管優化要點

要求注射槍高壓軟管連接頭應用快速接頭、插銷，保持連接的牢固性，實際應用前反復檢查，禁止槍頭對人噴射防止發生安全事故[3]。

2.5 輕型單體液壓支柱、π型梁優化要點

輕型單體液壓柱、單邊π型梁臨時輕型單體液壓支柱、吊環，均應置于后巷永久支護錨桿位置，達到1梁、1柱、1吊環的要求。單邊π型梁長度、最小控頂距、最大控頂距分別設置為：2m、280mm、1m，而專用吊環一段懸臂梁長度應在320mm以上。在挖單體液壓支柱柱窩、打注的過程，要求工作人員于臨時支護/永久支護下作業，待完成挖柱窩工作后打單體液壓支柱，確保其保持穩固狀態，可注1根、栓1根防倒繩，確保人員的安全。如果單體液壓支柱打注后π型梁、上當頂板空頂>320mm，可通過木板達到固定效果。

3 巖巷掘進臨時支護工藝的優化和應用情況

3.1 工序優化及應用情況

新型支護工藝對于迎頭頂板活矸、危石處理效果較好，主要可進行撐桿挑起網片、安裝單邊π型梁穿入處理[4]。完成吊環固定工作后擰緊并做好工序加固作業。由此同時，通過對以往支護工藝優化能減少實際作業時間，更好的進行生產組織，臨時支護工藝耗時約為2h，通過優化處理后支護工藝耗時在0.5h左右。

3.2 鋼支柱優化及應用情況

以往，在巖巷掘進臨時支護中多使用鋼支柱，在此之上進行優化處理調整為輕型支柱，質量為鋼支柱的45%左右，屬于新型外部供液恒阻式單體液壓支柱，承載能力、抗偏載能力較強。同時，輕型支柱使用的為玻璃鋼材料重量輕、耐腐蝕性強，應用更加簡便、安全。

3.3 支護主動性情況優化及應用情況

新型臨時支護工藝，指的是1梁、1柱、1吊環，支護結構承載負荷可轉化為支擋結構，為支護結構提供相應的服務，如此可確保支護的效果，并促使巖巷掘進作業更加安全、科學，將支護的形式經被動--主動轉變。此外，主動支護下可嚴格控制工程投入資金，在特殊環境下施工同樣能獲得較好效果。

3.4 防倒情況優化及應用情況

有效應用專用吊環能達到最理想的固定效果，防止單體柱、π型梁承受較大壓力，接觸面受力無法保持均勻或發生掉梁現象[5]。建議在單體柱上設置防倒繩，保障單體柱的安全。

3.5 球面活頂優化及應用情況

應用輕型單體液壓支柱球形活頂+π型梁支護方式，能發揮支護工藝應用價值，巷道頂板不平整/巷道頂板為弧形時候，球形活頂可以自行調整角度利于單體支柱頂部、π型梁直接接觸，進而能夠獲得最好的支護效果。

3.6 前探梁優化及應用情況

前探梁、傳統錨網在支護工藝、前移、工作量方面比較，存在較多差異性。與此同時，可確保錨網施工操作空間加大，為工作人員順利施工奠定基礎。前探梁被頂緊螺桿銷緊于吊環中，穩定性較佳，于上山施工、下山施工中應用均可獲得較好的效果，不容易引發前探梁竄動所致人員傷亡問題。一般來講，經調節頂緊螺桿方式能確保前探梁前探部分、頂板部分為緊貼狀態，以此更好的支撐頂板。此外，前探梁角度可適當調節于頂板小型冒進/欠挖條件下，同樣能夠實行頂板支護處理。前探梁前探、吊掛部分定量長度，能結合施工循環進度、巷道頂板作以相應調整。前探梁掘進臨時支護效果能適應井下環境，確保掘進作業的速度、施工現場操作空間安全。不足：前探梁管路數量較多，若想進行管理有一定挑戰性，發生頂板不平情況時不能很好的利用前探梁，相關工作人員需引起重視。

3.7 絲桿滑移式前探梁臨時支護優化及應用情況

對絲桿滑移式前探梁主要構件進行調節，可將吊環經鋼板加工制成U型固定于錨桿位置，橫梁和長梁分別應用12#槽鋼、10#槽鋼所致，長度、寬度、厚度分別為：1.5m、0.15m、0.12m。掘進一個循環進尺后待迎頭炮煙排完，確保瓦斯在限定范圍、供風良好，遵循打幫問頂、清除頂幫活石傘檐、安裝臨時支護吊梁的順序作業[6]。實際安裝期間合理調節移動吊環，將其固定于鄰近工作面前3排永久支護頂錨桿位置，各根頂錨桿均安裝于相同吊環上。在此之后將長度為4m長度的梁搭接于橫梁槽，向前推移到工作面煤壁，保證前探梁和頂板為貼緊的狀態，將前探梁工作面煤壁間距離設置在<0.2m。經外--內安裝剎頂木，借助剎頂木的作用使懸梁、頂板保持剎緊的狀態。安裝剎頂木過程中每2根長梁上部擔放剎頂木，保持剎頂木為剎緊狀態。相關需要注意事項：絲桿滑移式前探梁可適應不同地質條件，考慮到機械故障所致停工影響。不足：操作比較復雜、需投入大量的人力資源，而且臨時支護速度較為緩慢。

4 結語

在傳統巖巷掘進臨時支護方式基礎上加以優化，利于使支護工藝流程清晰明了、支護工藝簡單、可行，支護要求更加明確等，所以應做好臨時支護工藝方式、流程，以及要求、工藝和應用等方面優化處理方面工作。

參考文獻：

[1]高寶安，高家旺，張旺.新型前探梁臨時支護裝置的研制及應用[J].山東煤炭科技，2019（5）：132-133.

[2]惠興田，田國賓，康高鵬，etal.煤巷掘進裝備技術現狀及關鍵技術探討[J].煤炭科學技術，2019（6）：11-16.

[3]解超超.大傾角下山巖巷掘進工藝優化實踐[J].江西煤炭科技，2019（3）：175-176.

[4]陳秀磊.濕法噴射混凝土在礦井巷道支護中的應用研究[J].內蒙古煤炭經濟，2019（12）：36-39.

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[6]屈永超.綜放沿空留巷覆巖運動規律及監測研究[J].西安科技大學學報，2018（1）：65-70.