臨時支護在曲江煤礦掘巷中的改進與完善

萬林水

（豐城曲江煤炭開發有限責任公司，江西 豐城 331136）

1 煤巷支護的類型

煤巷原有的支護：條木與竹簾、圓木與竹笆、工字鋼與竹笆、錨桿+梯子梁+鐵絲網等。

煤巷現有的支護為：臨時支護、錨桿+ 梯子梁+鐵絲網+錨索（或工字鋼棚、U型鋼棚）等。

2 臨時支護的起因

曲江煤礦開采的煤層屬二疊系上統樂平組老山段的B4煤層。B4煤層厚度2.7 m左右，煤層走向40°～60°、傾角13°左右，煤的硬度F=0.6，煤層內生節理較發育，局部滑面發育。直接頂為粉砂巖，偽頂厚0.1～0.3 m，性脆易垮。

曲江煤礦在拓掘井下巷道中，每年度掘進巖巷長度總量4 300 m以上、掘進煤巷長度總量3 100 m以上。由于巷道迎頭內的煤或巖被掘掏后所形成的裸露空間，會使周邊圍巖的原始應力遭到破壞，且受地質構造和巖層緩沖的影響，改變了斷面輪廓上的受力。若巷道頂板或兩幫的煤、巖比較破碎時，在完成永久支護之前，雖有敲幫問頂等防護措施，但浮煤、松碴極易掉落或側滑，從而造成砸到操作人員或設備的傷害事件。

為防止頂板掉碴傷人事件發生，在《保障作業環境安全創新討論》中，提出嚴禁空頂作業，加強聯合支護，杜絕頂板事故；并建議在當班掘空煤或半煤半巖后，在架設永久支護之前的空間里，用點柱方式做臨時支護，來管控頂板。

3 臨時支護的試用

若當頭空頂平穩且空頂距在900 mm以下時，可直接進行施工永久支護。若當頭空頂距超過900 mm時，或頂板及圍巖軟滑與破碎時，必須架設臨時支護且緊跟當頭。

點柱式臨時支護：用3 根圓木做支柱，配木塊做托板，托板上連接鋪齊梯子梁和鐵絲網，架撐在裸空區域做成臨時支護。目的是托住裸露頂板的煤塊或巖碴并防止其掉落。經過在選定煤巷和巖巷掘進頭試用一段時間后，發現不僅能很好地保護施工環境與人員的安全，而且還是一種經濟型的安全屏障，最重要的是防止了人員損傷事故。于是，將這樣簡便、臨時，能緊跟掘巷進度可前移的點柱式支護，在各拓掘當頭推行使用。并確定為聯合支護中的一種，且必須納入作業規程和安全措施中。

4 臨時支護的更替

現以煤巷臨時支護為例，將使用過程中根據暴露出的缺點來逐步改進和更新。

1）煤巷早期點柱式臨時支護：所用的材料是：3 根Φ≥200 mm的圓木且高于巷道高度100 mm；規格為120 mm×120 mm×900 mm 的方木；或MG335 型Φ20 mm×2 400 mm的錨桿。

支護操作：先連接牢靠鐵絲網、梯子梁，再在裸巷空頂區域的預定位置的底板上，用巖尖挖出約200 mm深的能放圓木的3 個點柱腳窩，然后分別植入3 根圓木成一排，并且在各圓木的頂端墊上縱向的方木為托板的頂帽，柱頂端用鐵絲將木塊捆扎牢靠后，系在預先鋪好的鐵絲網或梯子梁上組成臨時支護緊跟當頭。若頂板平穩時，可先連接牢靠鐵絲網、梯子梁，再按錨桿排間距橫著花打一排3 根護頂錨桿，見圖1。

圖1 煤巷早期的立柱式臨時支護

但點柱式臨時支護在使用中暴露的缺點有：

（1）圓木是固定的長度，在煤層變厚或隨落的偽頂段中由于長度不夠不能有效地護住頂板。

（2）支護時的圓木和方木條與所支撐頂板或底板穩固力不牢靠，易失穩擺動。

（3）臨時支撐的圓木把作業場所分割且使操作不便或受限。

（4）備用時，圓木和方木條堆碼靠幫也易被放炮震落的煤碴沖擊而使木質受損。

2）架棚式臨時支護：曲江礦煤巷的臨時支護曾采用架棚方式支護。架棚式臨時支護所用的材料是：1 根3 600 mm 長的11#礦工鋼；2 根DWB28-30/100 型號液壓支柱；多塊長1 000 mm的木板；或MG335 型Φ20 mm×2 400 mm的錨桿。

（1）支護操作：先連接牢靠鐵絲網、梯子梁，再在裸巷空頂區域靠兩幫的預定位置的底板上，用巖尖分別在靠兩幫的合適位置上挖出約100 mm深的能放置液壓支柱的2 個柱腳窩，然后分別植入2 根液壓支柱成一排，并且在2 根液壓支柱的頂端槽口中橫向放入11#礦工鋼，最后在礦工鋼上鋪開擺平木板所組成的臨時支護且緊跟當頭。若頂板平穩時，可先連接牢靠鐵絲網、梯子梁，再按錨桿排間距橫列花打一排3 套護頂錨桿，見圖2。

圖2 煤巷近期的架棚式臨時支護

a、架棚式較立柱式臨時支護的優點：

①鐵質比木質耐用。

②液壓支柱能伸縮可調且儲備漲壓性。

b、架棚式臨時支護在使用中暴露出的缺點：

①液壓支柱使用防塵或消防水壓≤2.2 MPa，壓力不足。

②3 600 mm長的11#礦工鋼的重量約有94 kg，若2 人抬托，既費力又危險。

3）懸鋪式臨時支護：現在曲江礦煤巷使用的臨時支護是采用懸鋪方式支護。懸鋪式臨時支護所用的材料是：3 根4 m長的2 寸的鋼管；6 個帶螺帽的鋼板吊環；多塊2 200 mm長的木板。

（1）支護操作：先連接牢靠金屬網、梯子梁，再用帶鏍帽的鋼板吊環縱向成對的旋套在已支護好的頂板錨桿的外露端，然后把3 根鋼管穿入到對應的吊環中，最后在鋼管上鋪平木板所組成的臨時支護且緊跟當頭，見圖3。

圖3 煤巷現在的懸鋪式臨時支護

（2）懸鋪式比架棚式臨時支護的優點：

①懸鋪式臨時支護是吊裝在頂錨桿上，可大面積延鋪伸展在頂板下面的、不占地面的支護；

②支護牢固平穩可靠，懸吊安裝簡便輕巧；

③鋼管配吊環呈邁步狀滑動前移，緊跟空頂當頭而無需拆裝支護。

（3）懸鋪式臨時支護的缺點是：

①當頂板錨桿的外端露出鏍帽不超過30 mm時，帶鏍帽的鋼板吊環懸吊就可能著力不緊；

②當頂板破碎錨桿支護不平整時，吊環懸吊凹凸，鋼管穿入受阻或不平直，且鋪板散斜；

③當吊環懸吊不緊或懸吊不平時，臨時支護的防護效果就有可能不起作用；

④4 m長的2 寸鋼管偏長且受力或受爆破沖擊時易彎曲；

⑤木板易被放炮炸爛，隨時需要增補且板材難尋。

5 懸鋪式臨時支護的改進與完善

1）當頂板破碎錨桿支護不平整或吊環穿管受阻或不平直時：

（1）可以改用懸吊錨索上；

（2）可以改用SGW-420/40T刮板輸送機的圓環鏈條（規格Φ18 mm×64 mm）替代帶鏍帽的鋼板吊環。

2）用鉆桿（規格Φ42 mm×800 mm）替換2 寸的鋼管的優點是：

（1）抗壓、不易彎曲、耐用；

（2）800 mm一根的鉆桿可根據當頭頂板或圍巖狀況來調節臨時支護的支撐與保護距離。

3）鐵絲網可替換木板的優點是：

（1）材取方便，鋪收易放，整接成片，無縫滲漏、牽制緩沖；

（2）不易被放炮轟落炸爛。

6 結語

經過多次改進和完善后的臨時支護，不僅架設方便、迅速，針對掘巷空頂、裸露區域的掉碴、垮漏、冒落等都起到了更安全的防護作用，有效地避免了煤、碴砸傷人員、砸壞器具或設備事件的發生。