掘進工作面頂板支護技術改革

摘 要：隨著煤炭行業的高速發展，隨著每年國內煤礦產量的居高不下，這必然給掘進技術及機械提供了一個不斷革新和發展的平臺，積極加強掘進技術的發展成為必然趨勢，掘進技術必將迎來更大更廣闊的發展空間，一個掘進工作面健康的設計，在一定程度上，有效的促進煤炭企業的高速發展，但隨著煤炭掘進工作面設計不斷的創新發展，以及煤炭開采深度、距離的不斷加大、加長，這使得支撐掘進工作面設計的巷道支護方式顯得尤為重要。

關鍵詞：掘進工作面；頂板支護；技術革新

一、 前言

掘進是在巖（土）層或礦層中，開掘各種形狀、斷面或縱橫交錯的井、巷、峒室的工作。掘進工序分為主要工序和輔助工序。主要工序是直接在工作面上完成保證工作面進度的工序，以及在巷道掘進區域進行的支護作業。主要工序由巷道穿過的巖石性質而定。掘進硬巖時，主要工序有鉆眼、裝藥、放炮、通風和工作面的安全檢查、裝巖、巷道支護；掘進軟巖的基本工序有：開掘巖石、裝巖、支護。如采用風鎬、聯合機等方法開掘，則掘進作業有連續作業的特點。主要工序可以按嚴格的程序依次地完成，也可以在時間上同時進行（鉆眼和裝巖部分平行、鉆眼與支護完全平行）。輔助工序是保證主要工序正常進行的工序，它包括調車、通風、排水、臨時支架、工作面鋪軌、照明、敷設風筒和電纜等工作。在大多數情況下它是與主要工序同時進行的，而不需占用掘進循環時間。

二、錨桿支護技術

煤礦巷道支護經歷了木支護、砌碹支護、型鋼支護到錨桿支護的漫長過程。多年來國內外的實踐經驗表明，錨桿支護是經濟、有效的支護技術，與棚式支架支護相比，錨桿支護顯著提高了巷道支護效果，降低了巷道支護成本，減輕了工人勞動強度。更重要的是錨桿支護大大簡化了采煤工作面端頭支護和超前支護工藝，保證了安全生產，為采煤工作面的快速推進和煤炭產量的大幅度提高創造了良好條件。

錨桿安設包括打眼、安裝、注眼三個工序：（1）打眼。用鑿巖機打眼或用專用的錨桿鉆機。錨桿打眼安裝機打眼。（2）安裝。按錨桿種類和材料不同采用不同的安裝方法。竹、木錨桿用風錘或手錘打緊、錨固；楔縫式金屬錨桿用風錘、扭力扳手、普通扳手或手錘錨固；管縫式錨桿安裝用鑿巖，推入孔眼中預定位置；脹管式錨桿可用高壓水脹管安裝。（3）注眼。可采用先錨后注或先注后錨兩種方式。竹、木、金屬錨桿安裝后，用注眼器、注漿器將水泥砂漿注入。對于樹脂錨桿與快硬水泥錨桿，先將水泥藥卷或樹脂藥卷用錨桿體送至孔底，再用配有特殊鉆頭的普通電鉆、扭力扳手或普通扳手將錨桿一次安裝。

三、實施背景

隨著煤礦開采深度的不斷加劇以及沿空巷道設計的出現，某礦軌道順槽存在的沖擊地壓顯現明顯增多，頂板壓力明顯增大，在各種應力的作用下，使得巷道掘進難度系數增大，掘進巷道變形嚴重，支護方式不能有效的控制好巷道，嚴重影響了工作面生產，特別是在傳統的支護方式失效的情況下，就會出現一系列的錨桿斷裂等問題，嚴重時可能給整個礦井及掘進工作面職工帶來無法想象的隱患及后果，以及巷道變形、頂板下沉后維修起來困難，維修成本高、工作量大，在這種現實狀況下，原有的通俗的錨網索支護技術已經不能更好的滿足巷道需求，根據該煤礦現實狀況，為能夠盡快解決此問題，由區隊主管以及區隊技術主管等技術人員，下井深入現場勘察，采用了小循環進度以及縮小間排距的方式掘進，但是發現此方式只解決當時掘進時候的困難，后期頂板還是下沉，經過反復實驗以及查閱各種沖擊地壓和沿空巷道頂板管理方面的知識，得出沿空沖擊地壓巷道在原有的支護方式下（錨帶網索），錨桿間排距800×800mm，頂板錨桿支護完后，按間排距1600mm×1600mm施工錨索，每排3根。然后在下幫頂板每排鋼帶之間施工一根錨索。

四、實施內容

在原有的支護方式下（錨帶網索），巷道下幫頂板沒有施工的鋼帶之間增加施工一根錨索，每根錨索使用3支MSCK2370型樹脂錨固劑錨固，錨索外露長度150-250mm。

五、實際效果

1、通過在該礦軌道順槽掘進中實施頂板支護改革，不但安全得到了保障，而且還節約了各種費用。

2、直觀的效果表現在頂板不再下沉，不再因為頂板下沉，擠壓幫部使頂板及肩窩出現網兜影響行人、運輸安全。

3、斷錨桿現場大大降低，節省了后期補打錨桿使用的支護材料，以及巷道距離增長不再使用人工來回拉風水繩、錨桿鉆機等，節約了人工。該支護改革的使用：（1）每天平均節約2棵錨桿。月節約錨桿 2×30×40=2400元 年創效 2400×12=28800元。（2）每天平均節約2人。月節約人工費 2×30×160=9600元。

4、頂板不再下沉，不用再架設單體棚支護，一是減少了單體棚支設的人工費用，二是減少了單體的租賃費用，三是減少了后期的單體檢查、維護等工作。該支護改革的使用：（1）每天平均節約4人。月節約人工費 4×30×160=19200元。（2）每顆單體每天節約1.4元，單體節約共2700顆，月節約單體租賃費 2700×1.4×30=89100元。

六、結語

巷道掘進的進度關系著采煤工作面的接續及礦井的生產，只有高質量、保安全的掘進工藝技術才能有高效的經濟效益，展望隨著煤炭行業的高速發展，隨著每年國內煤礦產量的居高不下，尤其在部分國有重點煤礦企業中，機械化程度已經達到95%以上，這必然給掘進技術及機械提供了一個不斷革新和發展的平臺，積極加強掘進技術的發展成為必然趨勢，掘進技術必將迎來更大更廣闊的發展空間。

參考文獻

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作者簡介：

郭建軍，男，1970.01出生，四川富順人，大專學歷，1990.04參加工作，現任新疆努肯泥沃特格煤礦有限責任公司安全礦長。

（作者單位：新疆努肯泥沃特格煤礦有限責任公司）