路玉剛

摘要：超前支護(hù)技術(shù)在采煤工程項(xiàng)目中的沿空巷道內(nèi)有著非常廣泛地應(yīng)用價(jià)值，工作人員在使用該技術(shù)來輔助采煤作業(yè)時(shí)，需要對(duì)超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元、布置方式、運(yùn)移方式、首尾擺放等方面內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮，以求最終能夠達(dá)到最佳的施工效果，為采煤企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：采煤工作面；沿空巷道；無反復(fù)支撐超前支護(hù)技術(shù)

一、超前支護(hù)技術(shù)

（一）基本概述

超前支護(hù)技術(shù)主要是指工作人員在保障采煤作業(yè)開挖穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上所采取的一種輔助開挖的施工技術(shù)。工作人員在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)需要借助一些支護(hù)結(jié)構(gòu)，目前市場(chǎng)上比較常見的支護(hù)結(jié)構(gòu)有左右交替式自移式支護(hù)結(jié)構(gòu)和前后順序式自移支護(hù)結(jié)構(gòu)，這兩種支架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣泛的是左右交替式支護(hù)結(jié)構(gòu)。

（二）優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，合理地使用超前支護(hù)結(jié)構(gòu)不僅可以有效減少采煤巷道內(nèi)的圍巖結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度上的形變現(xiàn)象，同時(shí)還可以加強(qiáng)巷道頂板的穩(wěn)固性，盡可能地避免巷道頂板發(fā)生坍塌等安全事故；第二，超前支護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的安全性、操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)效率高，有利于推動(dòng)該采煤企業(yè)向自動(dòng)化方向進(jìn)行發(fā)展；第三，超前支護(hù)結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的緊湊性，極大地增加了采煤工作面的空間面積，為采煤人員的通行施工創(chuàng)造了較為理想化的空間環(huán)境。

（三）劣勢(shì)

雖然超前支護(hù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中有很多的優(yōu)勢(shì)，但是也會(huì)存在一些缺陷問題。具體如下：第一，由于超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)是整體移動(dòng)形式，因此該支護(hù)結(jié)構(gòu)每完成一次移動(dòng)作業(yè)，工作人員需要對(duì)該支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行降架作業(yè)、移架作業(yè)、升架作業(yè)的循環(huán)處理。這種頻率較高的反復(fù)支撐作業(yè)不僅會(huì)對(duì)巷道頂板造成損害，同時(shí)還會(huì)在一定程度上縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用年限。因此工作人員需要對(duì)該支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用模式進(jìn)行適當(dāng)?shù)貎?yōu)化，對(duì)其進(jìn)行無反復(fù)支撐應(yīng)用模式的改造，以此來有效地減少反復(fù)支撐作業(yè)對(duì)巷道和支護(hù)結(jié)構(gòu)自身所產(chǎn)生的損害；第二，超前支護(hù)結(jié)構(gòu)在采煤作業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)增加巷道頂板所承受的壓力，擴(kuò)大采煤作業(yè)的影響范圍，因此很容易導(dǎo)致沿空巷道出現(xiàn)不同程度上的形變問題，影響采煤作業(yè)的順利開展。

二、無反復(fù)支撐的超前支護(hù)技術(shù)分析

（一）結(jié)構(gòu)單元

從客觀的角度上來看，采煤工程項(xiàng)目的破壞力相對(duì)來說較強(qiáng)，因此工作人員在選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要選擇具有較高穩(wěn)固性能且支撐性能良好的支護(hù)結(jié)構(gòu)來完成相應(yīng)的施工作業(yè)，工作人員可以在沿空巷道內(nèi)設(shè)置2-4根立柱來有效地幫助巷道結(jié)構(gòu)分擔(dān)壓力，立柱的數(shù)量可以綜合考慮采煤作業(yè)的施工情況以及巷道所承載的壓力值進(jìn)行確認(rèn)。通過這種方式可以有效地提高采煤工作面的穩(wěn)定性，有利于采煤工程施工作業(yè)的順利開展。超前支護(hù)中的結(jié)構(gòu)2單元可以根據(jù)該支護(hù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)移方式進(jìn)行確定，選擇單擺型結(jié)構(gòu)、伸縮桿型結(jié)構(gòu)、連桿型結(jié)構(gòu)中最合適的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行應(yīng)用，以求最終能夠達(dá)到預(yù)期理想的支護(hù)結(jié)構(gòu)效果。

（二）布置方式

工作人員在對(duì)超前支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置時(shí)，通常會(huì)將其設(shè)置在沿空巷道內(nèi)的中心線兩側(cè)，并且將其與巷道內(nèi)的頂板之間預(yù)留出一定的空間甬道，具體布置方式如圖1所示。在此布置方式下，采煤工作面的運(yùn)輸效率可以得到顯著地提高，同時(shí)也為采煤工程項(xiàng)目中的物料運(yùn)輸提供了便捷性。

（三）運(yùn)移方式

超前支護(hù)結(jié)構(gòu)在運(yùn)移過程中通常會(huì)采用的運(yùn)移方式有兩種，一種是空中運(yùn)移，其主要是指工作人員記住單軌運(yùn)輸設(shè)備在巷道內(nèi)安裝軌道，軌道安裝的具體位置可以結(jié)合該采煤工程項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。軌道可以按照在巷道頂板位置，也可以安裝在支護(hù)單元的支撐梁結(jié)構(gòu)上。由于軌道運(yùn)輸在巷道內(nèi)所占據(jù)的空間位置非常狹小，對(duì)超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸效率高，且具有較好的安全性，運(yùn)輸過程中不會(huì)受到沿空巷道底部積水問題的困擾。因此該運(yùn)移方式也得到了很多工作人員的廣泛認(rèn)可和推廣。除了空中運(yùn)移的超前支護(hù)結(jié)構(gòu)運(yùn)移方式之外，工作人員還可以選擇地面運(yùn)移方式。顧名思義，地面運(yùn)移主要是指工作人員通過合理地使用一些地面運(yùn)輸工具對(duì)超前支護(hù)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)移，運(yùn)輸工具主要包括鉸車、膠輪車、履帶車等等。

（四）首尾擺放

無論工作人員選擇上述我們所提到的空中運(yùn)移方式還是地面運(yùn)移方式，都需要將超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的尾部轉(zhuǎn)移到巷道的中部位置，同時(shí)將位于沿空巷道首部的超前支護(hù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移至中心線的兩側(cè)。在整個(gè)超前支護(hù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移的過程中，工作人員需要借助吊裝機(jī)設(shè)備進(jìn)行輔助作業(yè)，將吊裝機(jī)分別放置于巷道的尾部、中心線兩側(cè)，按照特定的轉(zhuǎn)移順序幫助工作人員來完成對(duì)超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的首尾擺放作業(yè)。目前市場(chǎng)上常見的吊裝機(jī)設(shè)備主要是由錨固結(jié)構(gòu)、限位桿、起吊結(jié)構(gòu)、千斤頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)共同組成，其中錨固結(jié)構(gòu)與起吊結(jié)構(gòu)可以幫助工作人員合理地控制超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)方向，而限位桿則主要用于對(duì)移動(dòng)方向進(jìn)行調(diào)整，千斤頂則用于增強(qiáng)超前支護(hù)結(jié)構(gòu)移動(dòng)的靈活性，合理地使用吊裝機(jī)設(shè)備可以幫助工作人員高效地完成對(duì)沿空巷道內(nèi)超前支護(hù)結(jié)構(gòu)首尾位置的移動(dòng)和擺放，提高采煤作業(yè)的施工效率。

三、應(yīng)用案例

以山東省某企業(yè)的采煤作業(yè)項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目中采煤工作面的長度約為260m，煤層資源的厚度平均為9.1，最大采高值為4m，沿空巷道的高度為2.7m，寬度為4.6m，在采煤項(xiàng)目中所使用能夠的超前住戶結(jié)構(gòu)單元為兩柱式結(jié)構(gòu)單元，最大高度值為4.5m，最小高度值為2.06m，超前支護(hù)結(jié)構(gòu)的總長度為60m，超前支護(hù)結(jié)構(gòu)單元以鉸車運(yùn)輸方式進(jìn)行運(yùn)移。隨著該企業(yè)合理地將無反復(fù)支撐的支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于沿空巷道中，該沿空巷道內(nèi)鉸梁的形變量相對(duì)降低了70%左右，同時(shí)也避免了反復(fù)支撐對(duì)沿空巷道內(nèi)部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的負(fù)面影響，有利于采煤工程后續(xù)施工作業(yè)的安全實(shí)施。

四、結(jié)束語

雖然超前支護(hù)技術(shù)就目前而言在很多采煤項(xiàng)目中都體現(xiàn)出了其應(yīng)有的價(jià)值特性，但是從技術(shù)的層面上來說，該項(xiàng)技術(shù)工藝仍然存在著一些技術(shù)缺陷問題有待改善。即便如此該技術(shù)依然是未來幾年煤礦開采領(lǐng)域內(nèi)非常重要的一項(xiàng)發(fā)展趨勢(shì)，希望該項(xiàng)技術(shù)工藝在優(yōu)化后可以為國內(nèi)采煤企業(yè)的未來成長和進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)，這也是我們所期望看到的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫振平.特厚煤層軟弱底板沿空巷道超前支護(hù)段穩(wěn)定性研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)，2015：132-135.

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（作者單位：冀中能源股份有限公司邢東礦）