招金矿业股份有限公司蚕庄金矿 山东 招远 265402
摘要：在矿区掘进后对顶板进行支护时，如果没有防范措施，作业人员在空顶情况下作业，极易发生顶板事故，如掉矸砸人、冒顶等，所以严禁空顶作业，必须进行超前支护，即超前对顶板进行临时性支护。目前，大量矿山通过使用过多种超前支护方式，效果不错，现对其进行总结探讨。
关键词：矿区巷道；超前支护方式；点柱；前探梁
超前支护是指在采掘工作中支护超前于掘进或者回采的一中工艺方法。
1超前支护的使用及注意事项
1.1点柱式超前支护
点柱式超前支护在使用过程中，无论是木质的还是金属的，均必须带帽，即点柱与顶板岩层间加垫一块方木板，以增强支护效果。帽的规格为500mm×200mm×50mm的优质木料。点柱垂直巷道顶底板安设，不得直接打在浮矸上，要打在实底上，无法打在实底上的要垫上木板或枕木，以防浮矸松动使点柱失效。点柱的排数按巷道宽度定，岩石巷道宽度＜2.6m时打一排，宽度2.6时打两排。每排点柱数量依据实际进尺确定，间距＞800mm，等距离布置。点柱的安设必须牢固，在实际使用中，木质点柱以用铁锤磅用力砸不倒为宜，内注液式单体液压支柱以听见帽被支柱顶得发出“吱”、“吱”响声为宜。
1.2前探梁式超前支护前探梁式超前支护要在等距离平行巷道中心线上布置。当巷道宽度梯形棚以顶梁长＜2.4mm时，采用两根，宽度2.4mm时，必须采用三根。金属前探梁无论使用哪种材料，每根处固定，固定方式用铁链将探梁固定牢靠，不得用铁丝代替，铁链两端用螺丝缝合。架棚巷道探梁固定在后边支架梁上，锚喷巷道必须另打锚杆悬吊，不得用护顶锚杆代替。每两个固定点之间间隔一棚或一排锚杆。两端固定点处的前探梁要多出不少于10mm的长度。探梁必须安装在顶板已支护段。是锚喷巷道则需用背板，将探梁与顶板塞紧，背板间距以方便打护顶锚杆为宜。若是架棚巷道，在窜探梁时将支架梁直接挂在探梁上，让探梁将其托住，然后直接按作业规程要求背顶，用木楔打上劲，超前支护即告完成。特别强调的是前探梁在使用过程中只能由后往前窜，不得将探梁卸下迈步向前，再重新固定，确保探梁在移动过程中至少有两个固定点，这样安全可靠。
1.3超前支护的注意事项
超前支护有两大作用，一是控制巷道掘进后顶板岩层不松动，二是确保在顶板未正规支护时有一个安全可靠的环境。所以超前支护除正确使用外，其安设必须及时。巷道掘进后，及时“敲帮问顶”，将顶板活动岩石敲去，马上安设点柱或前探梁，将顶板临时支护好，待迎头锚杆打齐安装结束，或棚架设完毕，超前支护即可拆除。顺便指出的是对使用前探梁式其探梁可以不拆除，在下一作业循环时，掘进后可直接往前移，然后每根探梁补打一个吊挂锚杆，给探梁安装带来便利，节省时间。
2超前支护方式与材料的选择
2.1超前支护方式的选择
在锚喷巷道中使用金属前探梁，需要打锚杆悬吊固定，安设较点柱式麻烦一些。作业人员往往怕费事，可能会走捷径，直接将后边护顶锚杆丝帽松开，用护顶锚杆代替悬吊锚杆。由于悬吊探梁使得锚杆托板不能紧贴岩面，从而影响护顶锚杆的锚固效果。虽然超前支护有了保障，但对整个巷道永久支护不利。所以锚喷巷道使用前探梁式超前支护，必须对其安装及使用进行监督，否则对支护不利。
2.2超前支护材料的选择
探梁式支护所选用的三种金属材料在使用效果上并没有什么区别，轻轨与工字钢只是轻重不同，就看选用何种材料方便，钢管虽轻但易被炮崩弯，影响使用。木质点柱与金属点柱相比，虽然重量轻，取材容易，但易受潮腐烂，没有金属点柱耐用，而且在使用过程中存在一些缺陷，如点柱的长度与巷道的实际高度并非恰好吻合，这就直接影响点柱的安设和使用效果；而金属点柱用内注液式单体液压支柱，使用方便，经久耐用，坏了可以维修，支柱的高度和对顶板的支撑力可以通过手把的操作调节，且操作简便灵活，支护安全可靠。
3实例分析--超前支护在黄埠岭矿区至七里山矿井-90米中段贯通工程中的应用
结合超前支护理论我矿在黄埠岭矿区3线盲井3中段与黄埠岭矿井贯通工程中得到实际运用和验证，此工程在2016年10月份施工至61线时由于遇到松软岩层破碎带，此破碎带岩石结构松，密度小，孔隙度大，易破碎，易滑移冒落，岩层中夹杂含水层，涌水量大，施工难度高，严重影响施工进度，在采取钢轨木板支护完毕后又出现因压力过大致使木板断裂，钢轨弯曲等危险情况，不得不再三更换掘进施工位置，但施工效果仍不理想。
经研究决定，采用超前支护方式施工本工程，首先使用凿岩机按三心拱形状，6米钻杆，先期打好13个5米深钻孔，在每施工完一个钻孔后采用6米Φ16圆钢用大锤夯进已施工好的钻孔，外部留一米圆钢待后续支护使用。13根六米Φ16圆钢全部打进顶板后，把外部留的一米圆钢，用12kg道轨弯成的拱形架构进行焊接加固，底板用钢轨与立柱钢轨焊接形成拱形闭合加固框架，两帮各砌50cm边墙与道轨浇筑加固。（见示图1、图2）待边墙稳固后，然后用少打眼放小炮的方法施工，每施工一米，立即加钢轨焊接拱顶、混凝土砌墙、挂网喷浆支护等方式，多层防护，确保安全、保证工程质量，确保工程安全顺利穿过破碎带。
此破碎带40多米历时两个月安全、顺利穿过破碎带，验证了超前支护在我矿破碎带掘进工程中应用是行之有效的。（见效果图3、图4）
超前支护法在掘进工程运用中应注意的事项①尽量加长打入圆钢的长度。顶、底板铺设钢轨加固框架可明显减少巷道顶板的下沉度，底鼓量、底鼓速度、两帮移近量。②注意控制施工进度和速度、放炮装药量，避免装药过多对支护结构造成伤害。③顶板打入圆钢时注意圆钢倾角要不低于+1°不高于+2°，以控制圆钢末端高度，防止巷道顶板高度在支护后越来越低。
4结语
超前支护是矿山避免空顶作业，防止顶板事故的重要措施，它的使用对确保迎头作业人员的安全非常有利，其安设必须及时正确。
参考文献
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[3]松软破碎岩体巷道中柔性超前支护[J].吴壮军.新疆有色金属.1998(03)
论文作者:刘世龙,李春志,姜新吉,曹喜青,李昊,贾克功
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/6
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