1、炮掘巷道临时支护的研究 李宇飞 大同煤矿集团宏泰矿山工程建设有限责任公司 摘 要： 从炮掘巷道临时支护的发展现状出发, 分析了炮掘巷道临时支护现阶段所存在的具体问题, 进一步预测了炮掘巷道临时支护未来的发展方向, 从而总结了一套炮掘巷道临时支护设备的开发方案, 希望能够为炮掘巷道临时支护课题上的工作推进提供一定借鉴。关键词： 炮掘巷道; 临时支护; 开发策略; 作者简介：李宇飞 (1990) , 男, 毕业于河南理工大学采矿工程专业, 助理工程师。收稿日期：2017-07-10Study on Temporary Support in Blasting Driving TunnelLi Yuf
2、ei Hongtai Coal Construction Co., Ltd.of Datong Coal Mine Group; Abstract： From blastingdriving roadway temporary support development, this paper analyzes the specific problems in blastingdriving roadway of temporary support at the present stage, further predicted the blastingdriving roadway tempora
3、ry support for the future direction of development, and summed up a set of temporary blastingdriving roadway support equipment development countermeasures, hoping to provide some advance reference for blastingdriving roadway temporary support on the subject.Keyword： blasting tunneling; temporary sup
4、port; development strategy; Received： 2017-07-10引言所谓的支护设备, 主要是指在进行地下挖掘的过程中为了保证工作面的顶板、巷道的顶板、巷道两帮等区域的安全施工而设计的一种可以起到支撑保护作用的工具。煤矿支护设备在进行地下挖掘的过程中, 不仅能够起到一定安全保护的作用, 还能够保证施工环境的安全度, 从而减轻工人的工作强度, 进而提升工作效率。根据支护设备使用时间的长短, 将其分为永久支护设备和临时支护设备, 本文中所提到的临时支护设备主要是指在永久支护设备投入安装前能够暂时保护施工区域的安全性、推进工作进一步开展的支护设备。1 炮掘巷道临时支护现
5、阶段的发展现状根据岩石的不同性质和具体掘进工艺的不同特点, 分为掘进机法和钻眼爆破法两种开采方式。在掘进工作施工进行过程中多采用掘进机法。如果在掘进工作施工过程中, 使用炸药爆破的方式形成一定形状的巷道, 并在其巷道工作面上钻出了许多炮眼, 再将炸药放入泡眼之中进行局部爆破, 从而造成大量的岩石坠落, 再将坠落的岩石用矿车运走的开采方式, 将其称之为钻眼爆破法, 在此过程中所形成的掘进工作面, 将其称之为炮掘工作面或者炮掘巷道。很显然, 炮掘巷道无论是从煤炭开采方式还是从施工难度出发, 都是一项对技术性要求极高、危险性极高的工作, 它直接影响着煤炭开采的整体过程中的安全问题。因此, 如何在炮掘
6、巷道中解决临时支护的问题是应对掘进工作实施过程中诸多问题的首要问题。从当下中国煤矿行业开采的发展现状来看, 现阶段我国煤炭支护设备主要有两种, 分别是临时支架或打点柱。然后这两种支护设备都并不是完美的, 他们普遍有着支护面较小、支护效果较差、支护速度较慢等固定缺点, 很容易在施工过程中导致顶板发生沉降, 严重时甚至会发生顶板变形等诸多严重的不良影响。现有的临时支护设备都存在着或大或小的缺失, 极大地影响了实际施工过程中的使用, 所以如何研制一种创新型的、支护效率极高、支护效果良好的临时支护设备是许多设备研制人员应该关注的重点, 而这一研究课题的推进更是迫在眉睫。经过诸多的研究调查以及与实际操作
7、人员的讨论, 可以得出这样的结论:对于新型的支护设备要能使其可以充分应对巷道变形、顶板破碎、掘面面积大等诸多问题, 避免现阶段仍频繁存在的顶板离层、沉降以及变形等不良现象, 最大程度保证巷道施工人员的人身安全, 使永久支护设备在投入使用之前能够起到临时支护效果。2 炮掘巷道临时支护设备的主要类型如同前文所介绍的一样, 煤岩巷道临时支护的作用是发生在永久支护设备投入使用之前的, 用于暂时保障工作面安全环境、维护周围岩层成分稳定、保障施工人员安全的一项前期工作。在实际的支护设备运营过程中, 临时支护往往是于永久支护并存的, 二者之间的相互作用极为明显, 临时支护设备极大程度上服务于永久支护设备。吊
8、环式前探梁临时支护、木支柱、支柱加横梁临时支护以及单体液压支柱等多种类型的支护设备, 都隶属于煤岩巷道临时支护设备, 是煤岩巷道临时支护设备的主要类型。3 炮掘巷道临时支护设备的发展趋势由于现阶段中国关于煤矿开采事业的相关技术发展较为落后, 中国所采用的煤矿支护设备也较为落后, 这主要是受限于当下中国在相关支护设备上的更新换代周期较长, 单纯依靠本国生产的支护设备无法自给自足, 这样就使得我国相关行业的发展受限于高额的进口设备费用, 再加之我国现如今煤炭分层的实际地理状况等因素, 很难以在短时间内使该行业的发展达到一个较高的水平。从巷道支护设备的发展趋势来看, 现阶段国内最为普遍推广是单体液压
9、支柱, 它在拥有初撑力大、能够基本确保安全生产等方面的优点的同时, 却会对工作面以下的地下水资源以及其他土地资源甚至周围工作环境造成严重的污染, 直接威胁到了相关地区的生态环境。为了应对此类问题的恶劣影响, 应该向支护技术先进的国家汲取经验, 像德国就曾研制出了一种内注式单体液压支柱, 也就是平常所称之为单体螺旋硅油支柱的支护设备1。从这些相关的经验可以看出, 中国对于炮掘巷道临时支护设备的研究和发展应该落实到自我创新上去, 研制出为自我所用的、创新型的支护设备。4 炮掘巷道临时支护设备的开发4.1 液压单体柱临时支护临时支护可以从移动方式上分为液压自移与人工移动两种, 本段中会讲到的液压单体
10、柱支护方式就属于液压自移, 液压单体柱支护方式分为炮掘巷道临时支护和可移动式临时支护两部分。在炮掘巷道临时支护中, 多采用带帽点柱临时支护方式, 它一般要求必须使用三根带帽单体柱支护来拱形的炮掘巷道, 其中柱帽必须选择 180 mm1 000 mm 规格的小板梁2, 然后再将其遵循巷道的延伸方向进行布置, 对于点柱和永久支护之间的距离也有明确的规定。4.2 前探梁临时支护我国煤炭巷道掘进最容易采用的支护方式是前探梁临时支护, 在炮掘巷道的整体施工过程中, 在掘进的初期往往会采用前探梁临时支护的方法, 也就是需要选用三根 79 mm4 000 mm 无缝钢管作为整个支护设备的前探梁, 每个前探梁
11、之间的距离应该固定在 800 mm 左右, 再使用 108 mm150 mm 的钢管作为设备的吊环部分, 每个吊环之间的距离应该固定在 1 600 mm 左右, 前探梁上也应该铺设四块用来接实巷道顶板的木板, 其规格应该为 1 600 mm200mm50 mm, 每当巷道掘进工作向前进行时, 前探梁就应该随之一同前进3-4。期间, 无论是哪一个重点部分的安装都应该将其位置做一定的固定, 不能偏离, 否则将会影响到整体设备的实际运用。4.3 带帽点柱临时支护关于带帽点柱临时支护设备, 在对其进行铺设使用的过程中, 一定要注意沿袭巷道的中线, 等距离分布液压支柱, 将间距、排距都固定在 1 200
12、 mm 左右, 一定要在离迎头不超过 500 mm 的地方铺设第一排的液压支柱, 要注意点柱上端一定要带帽, 并且切实打入实底, 如遇到特殊情况无法将点柱打在实底, 就一定要在实底加垫一块木板来使得支柱的初撑力达到 30 k N 或更高。5 结语深入开发炮掘巷道临时支护的相关研究, 创新设计新的设备, 使该行业紧跟现代技术的发展潮流, 真正提高我国煤矿掘进的作业效率, 切实保护施工人员以及周围环境的安全, 促进我国煤矿开采行业的进一步发展。参考文献1任日美.不同工艺条件下的掘进临时支护技术与安全技术措施J.科学之友, 2012 (20) :11-12. 2王慧强.掘进巷道临时支护及防片帮技术研究J.技术与市场, 2015 (1) :31-32. 3孙国军.浅谈炮掘巷道锚杆支护技术J.中国科技博览, 2011 (21) :286. 4李文献.炮掘巷道锚杆支护技术应用J.山东煤炭科技, 2011 (8) :8-9.
