大傾角掘進工作面上山施工臨時支護方式研究及應用

張文義　孔凡軍　徐中正

摘要：大傾角掘進工作面上山施工過程中如遇到斷層、陷落柱等地質構造時，巷道圍巖比較破碎，給頂幫管理造成很大的困難，影響安全施工。為了解決這一技術難題，軍城煤礦在施工大傾角上山過程中，根據巷道圍巖的完整穩定性，并結合相關文獻資料，對臨時支護方式進行研究。研究結果表明：掘進工作面采用這種聯合臨時支護方式對破碎圍巖進行了有效控制，保證了施工安全。

關鍵詞：大傾角掘進工作面；破碎圍巖；臨時支護；前探梁；護幫梁；護巖網

中圖分類號：TD-7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）01-0110-03

軍城煤礦是一個新建礦井，井下地質條件復雜，斷層、陷落柱等地質構造較多，這些構造附近的煤巖層由于受地質作用影響變得破碎、不穩定，給施工現場頂板管理造成很大的困難。軍城煤礦采區上山都沿煤層頂底板布置，局部巷道坡度達35°，在掘進過程中遇到這些地質構造時，頂幫及迎頭圍巖易發生片幫、冒頂事故，嚴重影響施工安全。因此掘進工作面采用單一的臨時支護方式無法對圍巖進行有效控制。經過研究論證，掘進工作面采用初噴漿、前探梁、護幫梁及護巖網等聯合支護方式對圍巖進行了臨時控制，為工作面永久支護創造了條件，保證了安全生產。

1初噴漿技術的應用是對破碎圍巖進行控制的重要臨時支護方式

大傾角上山迎頭放炮后，首先對迎頭進行敲幫問頂，找掉頂幫活矸危巖，然后進行初噴漿，噴漿厚度控制在3～5cm。對巷道圍巖進行初噴漿后，使圍巖得到及時封閉，防止了圍巖風化，加固了圍巖，阻止了圍巖碎脹變形，增強了巷道圍巖的穩定性，在頂幫圍巖控制和巷道成型方面均取得了良好的效果。初噴漿這種臨時支護方式對圍巖的控制主要有以下幾個特點：

（1）及時性，由于支護及時，降低了巷道圍巖的風化，較好地保持了圍巖的自持能力，并給圍巖及時提供支護抗力，從而改善了圍巖的應力狀態。

（2）密封性，由于及時噴射混凝土，全面密封圍巖，很好地阻止了風化作用，同時也阻止了潮氣和地下水對圍巖的侵蝕，保護圍巖不受潮解和膨脹，維持了圍巖強度。

（3）深入性，高壓噴射混凝土時，由于不受錨網的遮擋，不僅使噴層緊貼巖面，而且把灰漿注入到圍巖的裂隙和孔洞中去，對巖層起到部分注漿加固的效果。

（4）粘貼性，噴射混凝土與圍巖全面緊貼粘結在一起，這種粘貼性可產生三種作用：聯鎖作用，將被裂隙分割開的巖塊粘結在一起，保持了巖塊間的整體性；復合作用，圍巖與噴射混凝土結合成一個復合體，使兩者在徑向和切向上都共同受力，這種效應改變了圍巖的應力狀態，有利于提高噴射混凝土和圍巖共同承載的能力；增強作用，噴射混凝土充填了圍巖四周，使巖面與噴層粘貼的較為平整，因此提高了圍巖的強度。

2前探梁是對巷道頂板進行控制的主要臨時支護方式

3護幫梁是對巷道兩幫進行控制的主要臨時支護方式

4工作面頂部超前掘進施工及護巖網的設置是對迎頭破碎巖層進行控制的主要臨時支護方式

掘進迎頭破碎巖層經初噴漿進行封閉后，因巷道坡度較大，迎頭頂部巖層易片落下滑影響施工安全，因此必須對迎頭頂部巖層實行超前掘進。掘進工作面頂部超前掘進施工是指在掘進施工打炮眼時，將掘進工作面的上部炮眼加深0.5～1.0m，放炮后實現上部巖層超前下部巖層的方法，使迎頭形成一個“緩坡面”，能預防頂部巖層因重力或巖層不穩定影響而發生離層、片落，同時減輕迎頭掉落矸石對施工人員的傷害，保證了掘進工作面的安全

施工。

掘進迎頭巖層較破碎時，為確保迎頭下部施工人員的安全，可采用設置護巖網的方法對迎頭破碎巖層進行臨時控制。護巖網采用2000×1000mm的金屬網，根據巷道斷面設置2～3片，護巖網采用錨桿進行固定。可充分利用迎頭固定耙裝機回頭輪的錨桿，必須保證護巖網緊貼巖面，使其真正發揮固定破碎巖層的作用。在迎頭打眼過程中，可逐片拆除影響打眼的護巖網。在沒有護巖網掩護的破碎巖層下方作業時，必須堅持經常性的敲幫問頂制度，及時摘取活矸危巖。

5結語

大傾角掘進工作面上山施工破碎圍巖控制臨時支護方式探討及應用，主要對巷道頂、兩幫及迎頭破碎巖層分別采取了有針對性的臨時支護，使施工地點形成了相對封閉的安全作業空間，大大提高了施工的安全性、可靠性。施工現場采用這種聯合臨時支護方式后，取得了良好的支護效果，杜絕了漏頂、冒頂等頂板事故的發生，保證了安全生產。

參考文獻

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作者簡介：張文義（1973-），男，山東能源臨礦集團軍城煤礦生產技術科主任工程師，采礦工程師，注冊安全工程師，研究方向：煤礦采掘技術和管理。

（責任編輯：葉小堅）