矿井煤巷掘进临时支护方式探讨

杜利锋

1、锚杆巷道窜管式前探梁临时掩护式支护

该临时支护是在机载前探梁使用之前，我矿在锚杆巷道放炮施工时所一直沿用的一种临时支护方式，具体流程如下。

1.1结构

本支护装置主要由2寸钢管（长6m）、3寸钢管（长3m）、4寸钢管吊环、钢筋网、网勾。如图1所示。

1.2工作原理

采用2根6m长的2寸钢管和加工好的钢筋护网做前探梁临时掩护式支护。2寸钢管分别穿在2根3m长的3寸钢管内做前探梁，每根3寸钢管用3个加工好的4寸钢管吊环固定在顶锚杆上，每掘进一循环，将2寸钢管移至工作面，然后上护网形成掩护支护，再开始进行永久支护作业。吊环及钢管随工作面推进而前移。

2、架棚巷道窜梁式前探梁临时掩护式支护

该临时支护是在巷道遇到地质构造时，需要改变支护为架棚巷道所采用的一种临时支护方式，具体流程如下。

2.1结构

本支护装置主要由棚梁、棚腿、工字钢、金属网、卡梁式悬吊器、构木、撑木、锚链、连接环、螺丝等。

2.2工作原理

采用2根5.0m长的11号矿用工字钢梁托棚梁作前探梁进行临时支护，每根前探梁用3个卡梁式悬吊器吊挂（分别挂在工作面第1、2、4架棚子上），移前探梁由3人协作进行，2人从两头抬起前探梁，另一人松开卡梁器，前探梁前移后，拧紧卡梁器后，首先上棚梁，待棚梁上好后并将顶部构牢接顶后，再进行安设棚腿和攀帮工作。移前探梁过程中，无关人员严禁站在前探梁下，防止前探梁掉下伤人。工作面遇顶板不平时，采用锚链、连接环上螺丝固定前探梁，间距3.0m。

3、锚杆巷道戴帽点柱式临时支护

该临时支护是在施工大断面巷道（如切眼）时，所一直沿用的一种临时支护方式，具体流程如下。

3.1结构

本支护装置主要由DZ-2500单体液压支柱、XRB-30/200液压泵站、QBZ-30馈电开关、φ10mm液压管，φ25mm液压管、单体支柱液压枪、规格为800mm×200mm×80柱帽及连接单体的硬连接等。

3.2工作原理

掘进机截割完一个循环后，退出掌子面5m进行停机闭锁。之后，检查液压泵站液箱内乳化液的配比及装液情况，将用于临时支护的单体支柱抬至所要打设地点，做好标记，在做好这些准备工作后，启动液压泵站馈电开关，将连接好泵站液压管路的液压管及液枪拉至所要打设的单体前，开始注液，单体必须用柱帽接顶严实并打直，压力不得小于11.5MPa，卡爪进入柱帽10mm为准。采用戴帽点柱（DZ-2500单体液压支柱）临时支护时，顺巷2排花型布置，间距2m，排距4.0m，每排12根，全部用硬连接连为一个整体。临时支护长度24m，前支后回交替前移。

3.3使用液压单体的注意事项

（1）在搬运单体液压支柱过程中，必须把活柱降到最低位置，并做到轻装、轻卸，以防机械性损伤。

（2）支护时要及时，架设牢固，迎山有力，并要有防倒柱措施，初撑力要满足要求。

（3）使用单体支护时，要先将柱体放置在底板较硬的位置，然后3人配合将柱体直立起来。3人配合作业时，1人扶单体、1人操作液枪、1人安设柱帽，要将单体支柱的注液口和已经打好的单体注液口朝向一致，使用液枪时要与注液口锁死后方可注液升起单体，直至与顶板接实接严。

（4）必须选用支护高度与工作面采高相符合的单体液压支柱进行支护，活柱的最小卸载高度应小于50mm。

4、掘进机机载前探梁超前支护装置

该临时支护是适用于锚杆巷道施工时所采用的一种超前支护方式，具体流程如下。

4.1结构

本临时支护装置主要由顶架、主架、折叠油缸、升降油缸、支撑油缸、双向闭锁、高压油橡套管路、多路换向阀等组成。

4.2工作原理

机载临时支护工作时，由原综掘机的液压泵站供油，首先关闭掘进机的油路，然后向前推动支护主架和顶梁架的液压控制手柄，操作换向阀使液压油通过分流集流阀进入双向锁和支撑油缸、折叠油缸，最终使顶架打开升起。之后，通过操作手柄，推动升降油缸使主架升高，通过折叠油缸、升降油缸和支撑油缸这3组油缸的协调操作使顶架、主架调整到和巷道尺寸相匹配的高度、角度并达到所需的

支撑力后再行停止。

4.3操作工艺流程

（1）临时支护在掘进机截割完一个循环后，由掘进机司机先将截割头放下，然后检查支护装置各部件及管路的完好状态，之后通过操作二位三通阀，使液压系统的油路切换到支护装置油路。

（2）使用临时支护时，支护工先将钢带及金属网绑好，放在掘进机机载前探梁上后，再由司机操作支撑缸液压控制阀的手柄，使得主架和顶架由折合状态平稳打开，并使得2架达到其所需要的角度和高度，这时，支护工就可以在机载临时支护的掩护下进行永久支护。待永久支护完成后需要收回主架和顶架时，再由掘进机司机先把主架降到最低位置，再折合顶架，合拢顶架趴在掘进机上为止，然后再把二位三通阀手柄推向掘进机所需的油路，继续进行掘进作业进行下个循环，如此反复进行。

4.4经济价值及使用效果

掘进机机载前探梁超前支护装置是目前比较可行的一种掘进工作面支护机械，该装置的结构件有足够的强度和刚度以及使用寿命来适应各种各样的巷道，并且系统的机械化程度高，操作方便，支护不仅快捷还安全可靠，便于井下的安装使用。在降低职工劳动强度的同时，也提高了单产单进的效率，使职工的安全得到了有效的保障。

该装置在生产应用时虽能起到掘进工作面临时支护的作用，但由于巷道邦顶部设置有风筒，该装置在使用时常把风筒挤刮破。为解决该问题，可将该装置左右侧顶梁改造成为可折叠形式，掘进机掘进工作时，该部分可通过油缸控制向下翻转90°，让出一定的空间，从而避免刮挤风筒。

5结论

通过上述的比较和分析可见，由于支护的作用是加强巷道附近周围岩石的强度，防止破坏岩石的脱落。支护的越及时，阻力就越大，强度也随之加强，这样就越能使巷道围岩的整体性得到控制。因此，永久支护对于防止冒顶、片帮、掉矸及增强围岩的稳定性有着非常重要的作用。而为了保证施工和永久支护的安全，防止在永久支护时发生岩石掉落的伤亡事故，就必须对悬空顶板进行临时支护，从而消除空顶危险。而我矿通过比较在不同的支护和地质条件下，分别采用了以上4种不同的前探梁支护，可以说分别起到的各自的掩护效果，并且能在合理的资源利用情况下，很好的起到前探支护的应有作用，起到了一定的安全保障效果，给掘进工作面长期以来一直存在的安全隐患得到了一定预防作用。

参考文献：

[1]万长慈等.煤矿机电安全技术.北京：煤炭工业出版社,2010：54-59.

[2]孙继平,兰西柱等.煤矿电气安全.北京：煤炭工业出版社,2012：76-79.

[3]张学成等.工矿企业供电.徐州：中国矿业大学出版社,2018：45-47.