关于超前临时支护的研究

摘 要：本文着重研究巷道超前临时支护，分析当前几项先进的超前临时支护手段，并就未来超前临时支护发展方向进行了探讨，希望能有助于采矿作业面的超前临时支护的技术优化，达到最佳采矿安全效果，从根本上全面保证企业的经济和社会双重效益。

关键词：巷道;超前临时支护;安全

在采矿工作面推进过程中，作业面两侧的巷道煤壁会遭到破坏，极易导致巷道结构发生变化，造成垮落，成为安全生产的不稳定因素。空顶作业是巷道顶板事故的最大隐患，因此在开采掘进过程中，应根据作业和围岩条件，尽快采取及时支护措施，缩小空顶作业面积和延续时间，掘进迎头新悬露的顶板，应及时采用超前支护的临时支架，确实的保证采矿作业的安全。

1 超前临时支护的有效作用

在开拓巷道掘进过程中，经常会遇到地质构造带，给巷道施工带来极大困难。一般，矿井地质构造复杂，井田内部高角度的正断层发育，中小型宽缓褶皱较多，陷落柱发育，这些地质因素，导致开采作业面围岩条件复杂，煤层群受到多重采掘驱动，巷道围岩及锚固结构的时间效应等多重因素叠加，都会对采矿安全产生不利影响。我国采矿业历经多年开采工作经验的积累，对采矿工作面加强防护措施，所采取的支护办法较多，目前许多传统的支护手段仍被一些中小型矿所应用，但是这些支护措施不但效率很低，而且影響高产高效工作面的推进，甚至因为在行进中支护完全依靠人力而屡有安全事故发生，给安全生产工作带来极大的隐患。超前临时支护主要是指前探梁支护，应用于放炮结束后通过处理危岩再在掘进头前方靠顶帮按一定的倾斜角度向前打锚杆或采取前探梁支护，对巷道的顶板能够进行全面的支护，对巷道里的设备起到保护作用，超前支护与初期支护和永久支护是不同的，超前支护主要是在围岩较差的时候，以及洞口，通过打超前锚杆加固和密实前方矿体的作用，初期支护是开挖后支护的第一步，作用是通过初喷--打锚杆--挂网片--复网喷等措施，及时加固围岩，减少二次扰动，而永久支护主要是二次衬砌。

2 超前临时支护措施

2.1 超前临时支护的应用

巷道围岩条件复杂多变，小型褶曲构造，节理裂隙发育，矿压剧烈且规律不明显，如果不根据采矿工作实际情况，就进行大尺度的起底、刷帮循环进尺会加大巷道稳定状态劣化的程度和范围，会导致冒顶事故的发生。开拓岩巷掘进过断层带采用管缝式锚杆做超前支护，有效的防止巷道顶板冒落，可以成功通过多个地质构造带。超前临时支护是在放炮结束后通过处理危岩再在掘进头前方靠顶帮按一定的倾斜角度向前打锚杆或采取前探梁支护，临时支护就是在顶板相对完好的基础上为预防漏渣所采取的一种支护方式，一般由4根内注式支柱配合网片在放炮后采取的一种临时支护，临时支护主要采用的是锚杆支护。在工作面回采，防止巷道两帮变形、回风巷道巷道底鼓、顶板下沉掉包等工作面支架和两巷道的超前支架均能满足支护要求，基本实现了两巷道超前支护段的可靠支护，提高了掘进单进，确保安全快速施工，有效缓解开拓巷道接替紧张的被动局面，为此要不断总结开拓巷道通过断层带的成功经验

2.2 机载超前支护装置

目前，机载超前支护装置在矿井运输巷掘进工作面应用比较广泛。机载超前支护装置采用液压操控，装配在掘进机的中上部，选位合理，配套简便，对掘进机的改造量很小，不干扰掘进机的运动和截割作业功能。通过控制阀控制各部能够同步托起锚网和钢带，实现综掘机自动支撑临时支护，杜绝空顶作业，实现了机械支护，增大了两巷道超前支护的支护强度，提高了支护的安全可靠性，超前支架推移时工作面可以正常生产，每天至少可节约时间1h，使工作面的有效生产时间得到增加，提高了工作效率。机载超前支护装置适应井下现场的恶劣环境，能够很好的实现机械化支护作业，可以有效降低职工劳动强度，提高掘进效率，使支护工的安全得到了有效保障。促进了掘进正规循环，不仅保证了作业环境安全，而且提高了锚网连接的质量，施工工艺得到简化，为实现快速掘进和安全生产起到积极促进作用。

2.3 滑移式临时支护装置

使用滑移式临时支护装置支护方式，安全系数和掘进效率明显提高，劳动强度也减轻了。引进掘进超前支护装备ZLJ2×1040/28/42型滑移式掘进临时支护装置（见图1），有效解决了过去临时支护只护顶不护帮、顶板破碎时前探梁使用困难等不安全因素，提高了掘进效率，强化了顶板管理。

该支护方式与以往支护方式相比，不但能及时支护掘进暴露出的全断面顶板，作业人员可完全处于有效支护下进行钻装锚杆及铺联网作业，最大限度保证安全施工，而且在掘进机进行割煤作业时，司机也同样完全掩护在装置下。同时，该装置由液压系统控制，能实现自移行走和各种动作，并可根据巷道压力情况设计支护强度，确定合理的初撑力，满足支护和移架要求，避免初撑力过大重复支撑对顶板造成的弊端，有效控制顶板冒落，实现了连续支护作业，解决了掘进工作面多年来空顶作业的技术难题，为实现高效掘进创造了条件。

2.4 临时支护机器人的研发

矿山机械化、自动化、信息化、智能化的建设发展取得一定的进步，大力推进采矿智能装备和机器人研发成为新的战略目标，研发基于信息化、网络化和智能化及时的矿井掘进工作面机器人群，具备井巷掘进作业设备机群自主决策控制功能，实现工作面掘进、临时支护、钻锚、运输等多机器人高效协同，一键启动，自动掘进。临时支护机器人面向巷道围岩状态智能感知、自主移动定位，具备支撑力自适应控制、支护姿态自适应调控、多架协同及远程干预等功能，确保掘进巷道临时支护及时可靠，提高掘进效率及安全性，以机器人代替人类进行支护施工，可以有效保障采矿工作人员的安全，这是未来实现智能化采矿的发展趋势。

3 巷道支护安全相关措施

严格防止掘进顶板事故，首先要从认真执行《煤矿安全规程》有关规定出发，对掘进工作面和巷道支护做到以下几点：确切掌握一手地质资料，认真编制施工作业流程，采取合理的施工方法和顶板管理措施，坚持一次成巷，缩小围岩暴露的时间和面积;超前临时支架必须达到足够的强度，系统有一定的阻力，防止老顶来压时推倒支架;严格执行爆破规定，合理布置炮眼，控制药量，保持围岩稳定性，避免崩倒支架;特殊地段压力大时，采取加强支护等强化支护手段;倾斜巷道要采取防止推倒支架的措施;加强巷道围岩的观测和顶板工作面的管理工作，严格执行敲帮问顶制度，发现问题，及时处理;严格按照质量标准进行检查验收，出现质量问题及时放工处理;出现漏顶必须彻底处理，接顶背严，不得留有空顶隐患;要加强地质及观察工作，随时注意地质构造的变化，在大块岩石范围内必要时先用木支架代替单体金属支架，加强支护，并及时采取相应的措施，保证采矿安全。

4 结语

为实现矿井“安全、环保、高效、和谐”建设目标，企业应聚焦发展瓶颈，突出创新引领，深化支护改革，采矿生产中应结合实际，加强地质预测工作机制，总结开采和支护工作的经验和规律，提高支护质量，合理确定支护方法，企业各部门从上到下要增强责任感，保障生产各个环节万无一失，始终把安全第一，放在各项工作的首要位置。

参考文献：

[1]张伟.煤巷快速掘进技术与超前临时支护技术研究[J].技术与市场，2019（09）.

[2]吕怀宝.快速掘进超前临时支护支架选型[J].煤矿机电， 2019（04）.

作者简介：

贾克勤（1987- ），男，山西襄汾人，矿建工程师，项目部经理，主要从事煤矿安全生产管理。