谢宇
淮河能源控股集团煤业公司谢桥煤矿，安徽淮南 232001
摘要：岩巷炮掘锚网支护工作面，迎头临时支护一直是一个危险安全生产的危险点，谢桥矿通过分析、实验，提出了新的前探梁支护技术,解决了传统临时支护存在的问题,保证了顶板的安全管理,降低了劳动强度,保护了作业人员的人身安全 ,在同类型支护巷道施工过程中具有较好的推广意义,在非同类型支护巷道施工中具有很好借鉴意义。
关键词：前探梁；支护技术；岩巷；锚网支护；应用
为保证岩巷掘进过程中，消除炮掘锚网工作面迎头登高作业、迎脸片落等带来的安全威胁，淮河能源煤业公司谢桥矿目前岩巷炮掘高度大于3.2m的平巷、上山巷道均实现了台阶法施工，施工上台阶高度不大于2.8m。该高度（另外包括巷道高度不大于3m的小断面巷道）造成炮后迎头进行顶板临时支护和永久支护时，临时水压单体和顶部锚杆机施工高度不够，同时迎头如采用两部及以上锚杆机同时作业的空间不足，就需要提前对上分层进行倒货，保证迎头施工空间。为有效解决以上问题，我矿对前探临时支护技术进行试验研究，后由我矿单独进行开展，通过一年来对前探临时支护技术的试验应用，取得了较好的支护效果。
1技术参数、拉力测试及模拟试验
1.1技术参数
该临时支护由前探梁和专用起吊环两部分组成。前探梁采用φ25mm，长3m或3.5m（小循环时为2m）的圆钢加工制作；专用起吊环采用成品φ22mm的锚杆配套螺母和φ16mm的钢筋焊接加工而成。
1.2拉力测试
对前探梁专用起吊环进行了拉力测试，测试结果为：拉力曲线稳定值显示是19.6KN，破断力为27.44KN。
1.3试验分析
顶板临时支护有5根起吊环均匀布置，每根破断力为27.44KN,五根能承载的荷载则为137.2KN。传统DWB28-250/100液压单体初撑力为118～157KN，通过比较分析，起吊环满足顶板支撑强度。
1.4模拟试验
在地面通过加工直墙半圆拱巷道正规循环顶板临时支护模型，对前探梁临时支护进行模拟试验，试验结果为：在持续动载达到9.8KN时，前探梁最大变形量（挠度）为200mm。现场考虑人员操作安全问题，没有继续加载荷载。
试验分析：该模拟试验中前探梁变形200mm状态下的受力要远远小于实际能承受的荷载，在实际支护中，前探梁辅助大板木楔贴合顶板，支撑效果会更好。
2施工方法
2.1操作流程
炮前预留炮孔→敲帮问顶→上专用起吊环→上前探梁→上网片→固定前探梁→施工顶部锚杆。
2.2上专用起吊环
专用起吊环通过自身螺母紧固在迎头向后第1排或第2排永久支护锚杆的外露部分上，外露螺母为30~50mm。
2.3上前探梁
上网片前，安排两人站在永久支护顶板下，分别将一根前探梁插入靠顶板的1个预留孔内，插入深度不低于200mm。预留孔施工方法：施工周边眼时，在巷道正中位置及向两边600~1000mm间距范围内共施工5个加深炮眼，炮眼较其它周边眼孔深200~300mm，装炮时将座底泥充满加深孔段，炮后形成预留孔。
2.4上网片
施工人员站在永久支护顶板下，先将网片托挂在前探梁上，再沿前探梁将网片推至需要支护的位置，然后再将前探梁尾部固定在布置好的专用起吊环上。最后将剩余3根前探梁进行拖网固定。
2.5固定前探梁
前探梁后端用专用吊环（优先使用第一环，增加与梁顶板的贴合度）固定在迎头向后第一排或第二排锚杆（固定在第一排锚杆，前探梁长度3.0m，固定在第二排锚杆，前探梁长度3.5m，原则上固定在第二排），后端外露吊环不小于500mm。
3注意事项
顶部临时支护的前探梁及专用起吊环必须设专人看管，现场交接班，严禁损坏或挪作它用；临时支护使用前加强检查，符合要求的方可使用。发现前探梁扭曲变形、起吊环开焊、起吊环螺母丝扣磨损滑丝时；上专用起吊环、上前探梁、上网片、打锚杆期间严格执行动态敲帮问顶制度，及时找净帮顶的危岩活矸。
顶部永久支护施工至巷道矸石面以上不超过800mm时，方可撤除托网管、前探梁临时支护。无法拆除的前探梁经过炮崩后严禁再次使用。
施工托网管或前探梁的加深炮眼时，要对炮眼的深度进行检查，确保眼深符合要求。装药时，由班队长对加深段的炮眼封泥长度进行监督，确保封泥长度符合要求。
施工巷道正顶的5根锚杆时，需安排专人点眼位施工，以确保固定前探梁的专用起吊环能基本沿掘进方向固定。施工巷道正顶的5根锚杆时，必须严格控制锚杆眼孔深度，确保锚杆紧固后锚杆外露螺母为30~50mm。
采用前探梁临时支护时，迎头向后3排巷道正顶固定前探梁起吊环的锚杆螺母外露部分采用上螺帽保护，待迎头施工超过3排锚杆的距离后方可喷浆将螺母外露部分盖住。
使用“超前锚杆探梁”做临时支护时，前探梁上采用宽200mm、厚度70mm、长度适宜的木垫板将网片未紧贴岩面处刹紧、贴实，并采用双股12#铁丝将木垫板绑扎在网片上。加木垫板时，人员要操作迅速，退路通畅。
4综合效益
4.1安全效益
对炮掘锚网（喷）巷道迎头顶板临时支护安全、支护效果及工艺进行了创新，解决了炮掘锚网（喷）巷道因液压单体支护困难及单体泄压造成顶板事故的难题，同时也解决了液压单体影响迎头作业空间、带压操作存在风险的难题，提高了作业安全系数，促进矿井安全、经济建设。
4.2经济效益
基本取消了液压单体的使用，节约了材料成本。一个炮掘工作面按500m来算。截止2020年5月份开拓口试用前探临时支护的头面有21316顶抽巷联巷、二水平东翼B4煤层底板轨道上山、二水平西翼B8煤层底板回风上山、二水平西翼B8煤层底板胶带机上山、-920m东翼4煤底板排矸联巷、2222（1）顶抽巷、-815～920m西翼胶带机延伸段共计7个头面，工程长度大约为3000m。单进按50m/月·头，平均9个月施工到位，按目前现状，平均一个月要更换2个液压单体，一个工作面结束单体消耗在18根左右，一根DWB28单体成本为2338元，即节约成本18×2338≈4.2万。共计节约7×4.2=29.4万元，经济效益可观。
4.3社会效益
该项目研究解决锚网（喷）巷道顶板临时支护工艺的技术难题后，提高了锚网（喷）巷道掘进安全系数，有效减少了掘进工作面因顶板冒落而造成顶板伤亡事故，为矿区安全、经济建设创造条件。其研究成果还可在其他兄弟矿井进行推广，且安全经济效益和社会效益显著。
5 结束语
该技术主要应用在炮掘锚网工作面顶板临时支护工艺上。正规循环施工时，在炮后进行顶板临时支护时，人员站在支护好的顶板下，采用5根规格不低于φ25×3000/3500mm的螺纹钢前探梁插入迎脸周边预留炮孔中，将事先联好的钢筋芭片从前探梁后端托起并推入待支护区域，然后将前探梁后端固定在提前布置好的专用起吊环上。通过该支护工艺的应用，解决了台阶法施工中上台阶液压单体因炮后货多施工困难，在迎脸施工倒货锚杆时液压单体影响作业安全空间的难题，同时取消了单体作为临时支护，留出了足够的安全操作空间，进一步保证迎头作业的安全。
参考文献：
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[2]康高鹏.煤巷快速掘进工艺及超前临时支护研究[D].西安科技大学,2019.
[3]王伟.掘进作业面临时支护研究[J].能源与节能.2017,(9).66-67,69.