（1山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司 山西高平 048407；2 山西兰花朔州分公司 山西朔州 036800）
摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，工程的工作面施工也越来越多。掘进巷道的功能为满足工作面的运料工作，必须设计合理的生产系统才能满足长期使用的要求。本文根据某S8206工作面的特点，确保支护安全的前提下，对生产系统进行了设计，在通风、压风与瓦斯防治、综合防尘防灭火、供电、供水与排水几方面做了详细的论述。
关键词：瓦斯浓度；短钻孔；胶囊封孔器；掘进效率
引言
掘进工作面迎头煤体截割后，暴露的顶板如得不到快速、有效的支护，可能引起顶板的离层、下沉、变形，继而发生垮落冒顶事故，造成人员伤亡。而临时支护就是在割煤后永久支护前快速架设临时设施对空顶进行支护作业，形成有效、安全的永久支护作业空间，其目的就是缩短工作面围岩（空顶）暴露时间，避免空顶作业。临时支护必须充分考虑工作面的实际情况，如围岩赋存条件、巷道断面尺寸、作业空间、配套设备等等，选择科学、合理、安全、有效、经济的支护方式。目前，常用的临时支护方式有前探梁、点柱式、单体柱+板梁、托梁器、机载式临时支护、液压钻车临时支护、掘锚一体机临时支护。
1临时支护方式的选择及应用
1.1前探梁
该支护方式以巷道原有支护为支撑，采用槽钢、道轨或钢管通过吊环或锚链吊挂，与原有支护联成固定悬臂，利用悬臂的支撑能力临时托住空顶，在顶板发生离层、垮落时起到支撑和缓冲作用。工艺流程：安全检查（敲帮问顶）—将起吊环（锚链）固定在永久支护的锚杆（棚梁）下—钢管（槽钢）穿过吊环（锚链）并在其后部用长度、厚度适宜的背板和木楔背紧接实顶板—铺网—在前探梁与锚网之间垫背板，并用木楔背紧—在临时支护下永久支护。适用条件：不受巷道断面限制，多用于架棚巷道，此外也用于煤巷掘进锚网支护的拱形巷道、矩形巷道。在煤矿建设初期应用较多，目前多用于人工掘进的顶板平整施工地点（如地质构造区、巷道开帮等）。使用方法比较简单，但是只能缓和顶板垮落和迎头片帮时的力量，不能主动支撑、防止垮落和片帮，支撑面积小，支撑力较小。
1.2CO2气相预裂优势
（1）气相预裂采用高速冲击气体实现煤岩体的预裂破岩，不产生浑浊及对设备人员造成损害和威胁的气体，属“绿色预裂”，在煤矿施工生产中，气相预裂有效避免了火花的产生，在瓦斯突出、煤尘有爆炸危险性的矿井中适应性较强。（2）对煤岩体进行预裂破碎时，可以人为控制预裂方向与预裂强度，在一定程度上实现了对能量的有效控制，同传统的通过炸药预裂相比，CO2气相预裂产生的冲击波没有剧烈的破坏力，在进行气相预裂后，能够最大程度地保证煤岩体结构的稳定性，有利于保护巷道相关支护设备。（3）CO2气相预裂在煤岩体中可形成以预裂孔为中心，呈多方向放射状的裂隙扩展系统，其影响范围较大，效果明显。此外，CO2气相预裂能够在有效消除矿井生产瓦斯突出问题的同时消除区域集中应力的威胁，实现了瓦斯治理与掘进施工的“同步性”。
1.3机载式临时支护
该临时支护方式为利用掘进机原有液压系统，通过协调操作液压控制阀手柄，使组装好的临时支护架先将主架、顶梁架打开，再升高主架，对顶板产生支撑作用。工艺流程：机组截割头落地—将网片、钢带放在顶梁架上并固定—操控液压控制手柄，主架、顶梁架慢慢打开至所需角度及位置—升主架接顶—在临时支护架下进行永久支护。适用条件：机载式临时支护适用于巷高超过2．8m的机掘巷道，必须根据机组情况进行加工组装。该装置利用掘进机泵站作动力，结构紧凑、布局合理，操纵方便，安全快捷，支护面积大，初撑力和工作阻力较大，能明显缩短临时支护时间，降低劳动强度，提高掘进效率。
缺点是当巷道顶板坑洼不平或巷道拐弯时，机载临时支护无法接顶，不能使用。
1.4短孔抽采机理
①加强交接班管理，利用夜、早两班交接班时间，施工掘进面短钻孔。根据试验，采用防突钻机，每个钻孔施工仅需15ｍｉｎ，可以保证早班9：00前完成短钻孔施工。②及时将掘进面短钻孔封孔连抽，确保短钻孔抽采时间达到4ｈ。③利用掘进面短钻孔抽采期间，完成日常掘进设备检修。④待掘进面短钻孔抽采时间达到4ｈ后，将橡胶封孔器卸压恢复原状后取出，并按要求码放，以备下次使用。⑤完成抽采后即可开始正常掘进，每天掘进6～7ｍ，留5ｍ超前距。
2效果监测
为验证CO2气相预裂技术在高河能源W1313回风顺槽的应用效果，对试验区域进行了瓦斯流量测定，规定将每10个抽采孔作为一个抽采单元进行瓦斯含量测定，测定时间间隔为1h，每个抽采单元进行3次测定，3次测定结果的平均值即为最终记录结果。自W1313回风顺槽开始预抽至今。预裂区域的整体抽采数据较为稳定，单孔平均流量、单组平均流量分别为0.0136，0.164m3/min，同比非预裂区域的单孔平均流量为0.0045m3/min和单组平均流量为0.055m3/min，分别提高了247%和220%，经预裂后的区域，煤岩体中吸附瓦斯得到了有效释放，区域透气性得到了较大提高。为验证CO2气相预裂技术对W1313回风顺槽增透消突的效果，在进行瓦斯流量的测定后，还进行了防突参数K1值的测定及卸压钻孔施工情况的观测，经过为期2个月的钻屑解吸指标K1测定在CO2气相预裂过后的区域，K1最大值≦0.36，较之非预裂区域K1的最大值降低，整个监测期间，未出现K1值超标现象。气相预裂实现了巷道掘进期间的消突卸压，保证了游离瓦斯的顺利抽放，极大降低了巷道突出危险性。在预裂区域内，打设卸压钻孔时出现的动力现象大幅减少，有效提高了钻孔施工的效率，实现了掘进工作面安全快速的推进。
结语
综上所述，为了实现掘进工作面安全生产，必须严格控制顶板事故，杜绝空顶作业，而临时支护的强度、效果直接影响着顶板安全。在具体临时支护方式的选择上，技术人员必须实地考察现场实际，选择与巷道地质、断面、设备型号等条件相适应的操作简便、支护强度大、劳动强度低、作业时间短、工人容易接受的临时支护方式。今后临时支护将向机械化、自动化、智能化、标准化方向发展，从而大幅度提高掘进效率和安全系数，为矿井安全高效提供坚实保障。
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