临时支护在曲江煤矿掘巷中的改进与完善

万林水

（丰城曲江煤炭开发有限责任公司，江西 丰城 331136）

1 煤巷支护的类型

煤巷原有的支护：条木与竹帘、圆木与竹笆、工字钢与竹笆、锚杆+梯子梁+铁丝网等。

煤巷现有的支护为：临时支护、锚杆+ 梯子梁+铁丝网+锚索（或工字钢棚、U型钢棚）等。

2 临时支护的起因

曲江煤矿开采的煤层属二叠系上统乐平组老山段的B4煤层。B4煤层厚度2.7 m左右，煤层走向40°～60°、倾角13°左右，煤的硬度F=0.6，煤层内生节理较发育，局部滑面发育。直接顶为粉砂岩，伪顶厚0.1～0.3 m，性脆易垮。

曲江煤矿在拓掘井下巷道中，每年度掘进岩巷长度总量4 300 m以上、掘进煤巷长度总量3 100 m以上。由于巷道迎头内的煤或岩被掘掏后所形成的裸露空间，会使周边围岩的原始应力遭到破坏，且受地质构造和岩层缓冲的影响，改变了断面轮廓上的受力。若巷道顶板或两帮的煤、岩比较破碎时，在完成永久支护之前，虽有敲帮问顶等防护措施，但浮煤、松碴极易掉落或侧滑，从而造成砸到操作人员或设备的伤害事件。

为防止顶板掉碴伤人事件发生，在《保障作业环境安全创新讨论》中，提出严禁空顶作业，加强联合支护，杜绝顶板事故；并建议在当班掘空煤或半煤半岩后，在架设永久支护之前的空间里，用点柱方式做临时支护，来管控顶板。

3 临时支护的试用

若当头空顶平稳且空顶距在900 mm以下时，可直接进行施工永久支护。若当头空顶距超过900 mm时，或顶板及围岩软滑与破碎时，必须架设临时支护且紧跟当头。

点柱式临时支护：用3 根圆木做支柱，配木块做托板，托板上连接铺齐梯子梁和铁丝网，架撑在裸空区域做成临时支护。目的是托住裸露顶板的煤块或岩碴并防止其掉落。经过在选定煤巷和岩巷掘进头试用一段时间后，发现不仅能很好地保护施工环境与人员的安全，而且还是一种经济型的安全屏障，最重要的是防止了人员损伤事故。于是，将这样简便、临时，能紧跟掘巷进度可前移的点柱式支护，在各拓掘当头推行使用。并确定为联合支护中的一种，且必须纳入作业规程和安全措施中。

4 临时支护的更替

现以煤巷临时支护为例，将使用过程中根据暴露出的缺点来逐步改进和更新。

1）煤巷早期点柱式临时支护：所用的材料是：3 根Φ≥200 mm的圆木且高于巷道高度100 mm；规格为120 mm×120 mm×900 mm 的方木；或MG335 型Φ20 mm×2 400 mm的锚杆。

支护操作：先连接牢靠铁丝网、梯子梁，再在裸巷空顶区域的预定位置的底板上，用岩尖挖出约200 mm深的能放圆木的3 个点柱脚窝，然后分别植入3 根圆木成一排，并且在各圆木的顶端垫上纵向的方木为托板的顶帽，柱顶端用铁丝将木块捆扎牢靠后，系在预先铺好的铁丝网或梯子梁上组成临时支护紧跟当头。若顶板平稳时，可先连接牢靠铁丝网、梯子梁，再按锚杆排间距横着花打一排3 根护顶锚杆，见图1。

图1 煤巷早期的立柱式临时支护

但点柱式临时支护在使用中暴露的缺点有：

（1）圆木是固定的长度，在煤层变厚或随落的伪顶段中由于长度不够不能有效地护住顶板。

（2）支护时的圆木和方木条与所支撑顶板或底板稳固力不牢靠，易失稳摆动。

（3）临时支撑的圆木把作业场所分割且使操作不便或受限。

（4）备用时，圆木和方木条堆码靠帮也易被放炮震落的煤碴冲击而使木质受损。

2）架棚式临时支护：曲江矿煤巷的临时支护曾采用架棚方式支护。架棚式临时支护所用的材料是：1 根3 600 mm 长的11#矿工钢；2 根DWB28-30/100 型号液压支柱；多块长1 000 mm的木板；或MG335 型Φ20 mm×2 400 mm的锚杆。

（1）支护操作：先连接牢靠铁丝网、梯子梁，再在裸巷空顶区域靠两帮的预定位置的底板上，用岩尖分别在靠两帮的合适位置上挖出约100 mm深的能放置液压支柱的2 个柱脚窝，然后分别植入2 根液压支柱成一排，并且在2 根液压支柱的顶端槽口中横向放入11#矿工钢，最后在矿工钢上铺开摆平木板所组成的临时支护且紧跟当头。若顶板平稳时，可先连接牢靠铁丝网、梯子梁，再按锚杆排间距横列花打一排3 套护顶锚杆，见图2。

图2 煤巷近期的架棚式临时支护

a、架棚式较立柱式临时支护的优点：

①铁质比木质耐用。

②液压支柱能伸缩可调且储备涨压性。

b、架棚式临时支护在使用中暴露出的缺点：

①液压支柱使用防尘或消防水压≤2.2 MPa，压力不足。

②3 600 mm长的11#矿工钢的重量约有94 kg，若2 人抬托，既费力又危险。

3）悬铺式临时支护：现在曲江矿煤巷使用的临时支护是采用悬铺方式支护。悬铺式临时支护所用的材料是：3 根4 m长的2 寸的钢管；6 个带螺帽的钢板吊环；多块2 200 mm长的木板。

（1）支护操作：先连接牢靠金属网、梯子梁，再用带镙帽的钢板吊环纵向成对的旋套在已支护好的顶板锚杆的外露端，然后把3 根钢管穿入到对应的吊环中，最后在钢管上铺平木板所组成的临时支护且紧跟当头，见图3。

图3 煤巷现在的悬铺式临时支护

（2）悬铺式比架棚式临时支护的优点：

①悬铺式临时支护是吊装在顶锚杆上，可大面积延铺伸展在顶板下面的、不占地面的支护；

②支护牢固平稳可靠，悬吊安装简便轻巧；

③钢管配吊环呈迈步状滑动前移，紧跟空顶当头而无需拆装支护。

（3）悬铺式临时支护的缺点是：

①当顶板锚杆的外端露出镙帽不超过30 mm时，带镙帽的钢板吊环悬吊就可能着力不紧；

②当顶板破碎锚杆支护不平整时，吊环悬吊凹凸，钢管穿入受阻或不平直，且铺板散斜；

③当吊环悬吊不紧或悬吊不平时，临时支护的防护效果就有可能不起作用；

④4 m长的2 寸钢管偏长且受力或受爆破冲击时易弯曲；

⑤木板易被放炮炸烂，随时需要增补且板材难寻。

5 悬铺式临时支护的改进与完善

1）当顶板破碎锚杆支护不平整或吊环穿管受阻或不平直时：

（1）可以改用悬吊锚索上；

（2）可以改用SGW-420/40T刮板输送机的圆环链条（规格Φ18 mm×64 mm）替代带镙帽的钢板吊环。

2）用钻杆（规格Φ42 mm×800 mm）替换2 寸的钢管的优点是：

（1）抗压、不易弯曲、耐用；

（2）800 mm一根的钻杆可根据当头顶板或围岩状况来调节临时支护的支撑与保护距离。

3）铁丝网可替换木板的优点是：

（1）材取方便，铺收易放，整接成片，无缝渗漏、牵制缓冲；

（2）不易被放炮轰落炸烂。

6 结语

经过多次改进和完善后的临时支护，不仅架设方便、迅速，针对掘巷空顶、裸露区域的掉碴、垮漏、冒落等都起到了更安全的防护作用，有效地避免了煤、碴砸伤人员、砸坏器具或设备事件的发生。