萬林水

（豐城曲江煤炭開發(fā)有限責(zé)任公司，江西 豐城 331136）

1 煤巷支護(hù)的類型

煤巷原有的支護(hù)：條木與竹簾、圓木與竹笆、工字鋼與竹笆、錨桿+梯子梁+鐵絲網(wǎng)等。

煤巷現(xiàn)有的支護(hù)為：臨時(shí)支護(hù)、錨桿+ 梯子梁+鐵絲網(wǎng)+錨索（或工字鋼棚、U型鋼棚）等。

2 臨時(shí)支護(hù)的起因

曲江煤礦開采的煤層屬二疊系上統(tǒng)樂平組老山段的B4煤層。B4煤層厚度2.7 m左右，煤層走向40°～60°、傾角13°左右，煤的硬度F=0.6，煤層內(nèi)生節(jié)理較發(fā)育，局部滑面發(fā)育。直接頂為粉砂巖，偽頂厚0.1～0.3 m，性脆易垮。

曲江煤礦在拓掘井下巷道中，每年度掘進(jìn)巖巷長(zhǎng)度總量4 300 m以上、掘進(jìn)煤巷長(zhǎng)度總量3 100 m以上。由于巷道迎頭內(nèi)的煤或巖被掘掏后所形成的裸露空間，會(huì)使周邊圍巖的原始應(yīng)力遭到破壞，且受地質(zhì)構(gòu)造和巖層緩沖的影響，改變了斷面輪廓上的受力。若巷道頂板或兩幫的煤、巖比較破碎時(shí)，在完成永久支護(hù)之前，雖有敲幫問頂?shù)确雷o(hù)措施，但浮煤、松碴極易掉落或側(cè)滑，從而造成砸到操作人員或設(shè)備的傷害事件。

為防止頂板掉碴傷人事件發(fā)生，在《保障作業(yè)環(huán)境安全創(chuàng)新討論》中，提出嚴(yán)禁空頂作業(yè)，加強(qiáng)聯(lián)合支護(hù)，杜絕頂板事故；并建議在當(dāng)班掘空煤或半煤半巖后，在架設(shè)永久支護(hù)之前的空間里，用點(diǎn)柱方式做臨時(shí)支護(hù)，來管控頂板。

3 臨時(shí)支護(hù)的試用

若當(dāng)頭空頂平穩(wěn)且空頂距在900 mm以下時(shí)，可直接進(jìn)行施工永久支護(hù)。若當(dāng)頭空頂距超過900 mm時(shí)，或頂板及圍巖軟滑與破碎時(shí)，必須架設(shè)臨時(shí)支護(hù)且緊跟當(dāng)頭。

點(diǎn)柱式臨時(shí)支護(hù)：用3 根圓木做支柱，配木塊做托板，托板上連接鋪齊梯子梁和鐵絲網(wǎng)，架撐在裸空區(qū)域做成臨時(shí)支護(hù)。目的是托住裸露頂板的煤塊或巖碴并防止其掉落。經(jīng)過在選定煤巷和巖巷掘進(jìn)頭試用一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)不僅能很好地保護(hù)施工環(huán)境與人員的安全，而且還是一種經(jīng)濟(jì)型的安全屏障，最重要的是防止了人員損傷事故。于是，將這樣簡(jiǎn)便、臨時(shí)，能緊跟掘巷進(jìn)度可前移的點(diǎn)柱式支護(hù)，在各拓掘當(dāng)頭推行使用。并確定為聯(lián)合支護(hù)中的一種，且必須納入作業(yè)規(guī)程和安全措施中。

4 臨時(shí)支護(hù)的更替

現(xiàn)以煤巷臨時(shí)支護(hù)為例，將使用過程中根據(jù)暴露出的缺點(diǎn)來逐步改進(jìn)和更新。

1）煤巷早期點(diǎn)柱式臨時(shí)支護(hù)：所用的材料是：3 根Φ≥200 mm的圓木且高于巷道高度100 mm；規(guī)格為120 mm×120 mm×900 mm 的方木；或MG335 型Φ20 mm×2 400 mm的錨桿。

支護(hù)操作：先連接牢靠鐵絲網(wǎng)、梯子梁，再在裸巷空頂區(qū)域的預(yù)定位置的底板上，用巖尖挖出約200 mm深的能放圓木的3 個(gè)點(diǎn)柱腳窩，然后分別植入3 根圓木成一排，并且在各圓木的頂端墊上縱向的方木為托板的頂帽，柱頂端用鐵絲將木塊捆扎牢靠后，系在預(yù)先鋪好的鐵絲網(wǎng)或梯子梁上組成臨時(shí)支護(hù)緊跟當(dāng)頭。若頂板平穩(wěn)時(shí)，可先連接牢靠鐵絲網(wǎng)、梯子梁，再按錨桿排間距橫著花打一排3 根護(hù)頂錨桿，見圖1。

圖1 煤巷早期的立柱式臨時(shí)支護(hù)

但點(diǎn)柱式臨時(shí)支護(hù)在使用中暴露的缺點(diǎn)有：

（1）圓木是固定的長(zhǎng)度，在煤層變厚或隨落的偽頂段中由于長(zhǎng)度不夠不能有效地護(hù)住頂板。

（2）支護(hù)時(shí)的圓木和方木條與所支撐頂板或底板穩(wěn)固力不牢靠，易失穩(wěn)擺動(dòng)。

（3）臨時(shí)支撐的圓木把作業(yè)場(chǎng)所分割且使操作不便或受限。

（4）備用時(shí)，圓木和方木條堆碼靠幫也易被放炮震落的煤碴沖擊而使木質(zhì)受損。

2）架棚式臨時(shí)支護(hù)：曲江礦煤巷的臨時(shí)支護(hù)曾采用架棚方式支護(hù)。架棚式臨時(shí)支護(hù)所用的材料是：1 根3 600 mm 長(zhǎng)的11#礦工鋼；2 根DWB28-30/100 型號(hào)液壓支柱；多塊長(zhǎng)1 000 mm的木板；或MG335 型Φ20 mm×2 400 mm的錨桿。

（1）支護(hù)操作：先連接牢靠鐵絲網(wǎng)、梯子梁，再在裸巷空頂區(qū)域靠?jī)蓭偷念A(yù)定位置的底板上，用巖尖分別在靠?jī)蓭偷暮线m位置上挖出約100 mm深的能放置液壓支柱的2 個(gè)柱腳窩，然后分別植入2 根液壓支柱成一排，并且在2 根液壓支柱的頂端槽口中橫向放入11#礦工鋼，最后在礦工鋼上鋪開擺平木板所組成的臨時(shí)支護(hù)且緊跟當(dāng)頭。若頂板平穩(wěn)時(shí)，可先連接牢靠鐵絲網(wǎng)、梯子梁，再按錨桿排間距橫列花打一排3 套護(hù)頂錨桿，見圖2。

圖2 煤巷近期的架棚式臨時(shí)支護(hù)

a、架棚式較立柱式臨時(shí)支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：

①鐵質(zhì)比木質(zhì)耐用。

②液壓支柱能伸縮可調(diào)且儲(chǔ)備漲壓性。

b、架棚式臨時(shí)支護(hù)在使用中暴露出的缺點(diǎn)：

①液壓支柱使用防塵或消防水壓≤2.2 MPa，壓力不足。

②3 600 mm長(zhǎng)的11#礦工鋼的重量約有94 kg，若2 人抬托，既費(fèi)力又危險(xiǎn)。

3）懸鋪式臨時(shí)支護(hù)：現(xiàn)在曲江礦煤巷使用的臨時(shí)支護(hù)是采用懸鋪方式支護(hù)。懸鋪式臨時(shí)支護(hù)所用的材料是：3 根4 m長(zhǎng)的2 寸的鋼管；6 個(gè)帶螺帽的鋼板吊環(huán)；多塊2 200 mm長(zhǎng)的木板。

（1）支護(hù)操作：先連接牢靠金屬網(wǎng)、梯子梁，再用帶鏍帽的鋼板吊環(huán)縱向成對(duì)的旋套在已支護(hù)好的頂板錨桿的外露端，然后把3 根鋼管穿入到對(duì)應(yīng)的吊環(huán)中，最后在鋼管上鋪平木板所組成的臨時(shí)支護(hù)且緊跟當(dāng)頭，見圖3。

圖3 煤巷現(xiàn)在的懸鋪式臨時(shí)支護(hù)

（2）懸鋪式比架棚式臨時(shí)支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)：

①懸鋪式臨時(shí)支護(hù)是吊裝在頂錨桿上，可大面積延鋪伸展在頂板下面的、不占地面的支護(hù)；

②支護(hù)牢固平穩(wěn)可靠，懸吊安裝簡(jiǎn)便輕巧；

③鋼管配吊環(huán)呈邁步狀滑動(dòng)前移，緊跟空頂當(dāng)頭而無需拆裝支護(hù)。

（3）懸鋪式臨時(shí)支護(hù)的缺點(diǎn)是：

①當(dāng)頂板錨桿的外端露出鏍帽不超過30 mm時(shí)，帶鏍帽的鋼板吊環(huán)懸吊就可能著力不緊；

②當(dāng)頂板破碎錨桿支護(hù)不平整時(shí)，吊環(huán)懸吊凹凸，鋼管穿入受阻或不平直，且鋪板散斜；

③當(dāng)?shù)醐h(huán)懸吊不緊或懸吊不平時(shí)，臨時(shí)支護(hù)的防護(hù)效果就有可能不起作用；

④4 m長(zhǎng)的2 寸鋼管偏長(zhǎng)且受力或受爆破沖擊時(shí)易彎曲；

⑤木板易被放炮炸爛，隨時(shí)需要增補(bǔ)且板材難尋。

5 懸鋪式臨時(shí)支護(hù)的改進(jìn)與完善

1）當(dāng)頂板破碎錨桿支護(hù)不平整或吊環(huán)穿管受阻或不平直時(shí)：

（1）可以改用懸吊錨索上；

（2）可以改用SGW-420/40T刮板輸送機(jī)的圓環(huán)鏈條（規(guī)格Φ18 mm×64 mm）替代帶鏍帽的鋼板吊環(huán)。

2）用鉆桿（規(guī)格Φ42 mm×800 mm）替換2 寸的鋼管的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）抗壓、不易彎曲、耐用；

（2）800 mm一根的鉆桿可根據(jù)當(dāng)頭頂板或圍巖狀況來調(diào)節(jié)臨時(shí)支護(hù)的支撐與保護(hù)距離。

3）鐵絲網(wǎng)可替換木板的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）材取方便，鋪收易放，整接成片，無縫滲漏、牽制緩沖；

（2）不易被放炮轟落炸爛。

6 結(jié)語

經(jīng)過多次改進(jìn)和完善后的臨時(shí)支護(hù)，不僅架設(shè)方便、迅速，針對(duì)掘巷空頂、裸露區(qū)域的掉碴、垮漏、冒落等都起到了更安全的防護(hù)作用，有效地避免了煤、碴砸傷人員、砸壞器具或設(shè)備事件的發(fā)生。