超前支护采矿工程论文
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超前支护技术是为提高采矿工作面的稳定性，而采取的辅助措施，主要应用于稳定工作面，保证能够施工顺利，现在已经被广泛应用于公路修建、水利水电及铁路修建等隧道工程中。超前支护技术在采矿施工中也起到了积极的作用，保障了采矿施工的安全。煤矿开采具有一定的特殊性，为保证生产安全及开采效率，需要针对矿产生产特点，将超前支护技术应用到其中，争取可以不断提高生产综合效益。在煤矿生产中掘进超前支护大多数采用前探梁或综掘机机载前探梁施工，而回采超前支护一般会采用单体柱或超前支架等方式，其中超前支架在应用上具有很大的优点，支架移动比较方便，可以完成支护角度的自动调节，并且与架棚支护相比，减少了搬运单体支柱、升柱及刚铰接顶梁等工作，操作起来更方便，起到的效果也比较好。
2石门揭煤中超前支护应用
石门揭煤中过煤层段掉顶是煤矿开采中经常遇到的问题，并且在解决上存在一定的难度。石门揭煤情况的发生会影响到顶板的安全管理，并且会减慢巷道的施工进度，管理工作稍有不当就会引发煤灰与瓦斯之间的异常事故。针对此类情况，可选择用超前支护的方法进行处理。山东开源煤矿企业在巷道施工过程中揭煤层时，巷道在初步见到煤层的情况下出现掉顶，整个过煤段低掉顶情况比较严重，掉顶高度大约在3m～4m，利用正常的架棚前探梁已经不能有效控制超前掉顶。发生煤超前掉落后，再进行多次放炮后涌出大量瓦斯，影响整个过煤层巷道的正常掘进。为保证巷道的正常掘进施工，对顶板采取了一定的管理措施，但是并没有完全解决超前掉顶的问题。针对此种情况，可以选择用超前支护方式进行处理，即在巷道见煤前2m左右，迎头顶部超前打眼，将眼孔之见的间距控制在300mm左右，眼孔深度控制在1.8m左右，将其均匀设置在巷道周围轮廓中。在眼孔打好后，在每个眼孔内穿插入1根钢管，然后以超前护顶。处理措施需要在每次炮击前开展一次，并且要将炮眼深度控制在支护眼深度以下，以免炮击处理后造成钢管脱落。在选择超前支护的方式对石门揭煤进行处理时，常见的问题有钢管间距过大、钢管强度不足及炮眼深度控制不当等，进行施工时必须要做好这几个方面问题的管理，并结合巷道掘进实际施工情况，对施工工艺进行创新，适当调整钢管间距，合理选择钢管材料，一般可以选择用长3m、Φ36mm的钢管，而将炮眼深度控制在1.6m左右，以此来提高处理的效果。
3巷道掘进超前支护技术应用
3.1巷道掘进施工所存问题
在采矿施工过程中，受矿产开采位置影响，开采地点上方土壤承重不断增加，随着矿产开采程度的加深，巷道支护难度也在不断增加。就很多采矿工程施工现状来看，部分巷道因为预防与改进工作不到位，最终出现坍塌，为正常进行采矿施工，必须要重新进行巷道的掘进。巷道坍塌以后不可以继续使用，而新巷道的开挖耽误了施工工期，造成资金与劳动力的浪费，严重的甚至还会威胁到采矿工人的生命安全。
3.2超前支护技术应用分析
为提高煤矿综掘巷道掘进效率，需要提高综掘机械化程度，实现快速、安全的掘进工艺。在施工时可以选择用悬臂式纵轴掘进机，并配置机载临时支护装置，利用机载临时支护装置完成空顶区安全、可靠及快速的支护工艺，不断提高掘进施工的安全性，并且可以在很大程度上提高生产效率。机载临时支护装置在工作时，通过综掘机原站来供油，将两位三通操作阀连通打开并连接到支护油路，将综掘机油路关闭，展开顶架及侧架伸出展开，将支护钢带及钢网安放在顶梁架上，将支护主架与顶梁架液压控制手柄向前推动，液压油经过溢流阀倒进入操作阀，然后经过分流集流阀分流进入到双向锁，然后双向锁打开后进入油缸。主架与顶梁架将会平稳打开，达到所需位置后上升主架，在主架上升到巷道顶板，把钢带与钢网紧压在巷道顶板上，就可以在支护结构下进行打眼与锚杆安装施工。最后在锚与网作业完成后，将主架下降到最低位置，折合主架与顶梁架，并将顶梁架合拢到伏于综掘机上，将两位三通阀手柄推向油路，关闭支护油路，停止支护控制阀，综掘机进行下一工作循环。此种施工技术的应用，要求在平均无故障工作时间应在3000h以上，并且主要适用于宽度在2.3m～4.2m以上的巷道。
4矿产回采中超前支护技术应用
4.1矿产回采中所存问题
在矿产回采施工中，大部分已经开采过的地区受到了不同程度的爆炸与人力踩踏影响，矿区岩石更容易出现坍塌与破碎等情况，在此情况下进行采矿施工具有更大的难度，如果采用第一次开采所用采矿方式已经不能满足施工安全与效益等方面要求。通过对矿区所含能源的分析，确定已采矿区中还含有很多未采矿产，对于社会经济发展来说具有重要意义。因此，应采取有效的开采技术，在保证开采施工安全的基础上，对已经开采过的矿区进行回采，获取被遗留的高质量矿石，增加采矿企业的经济效益。
4.2超前支护技术应用分析
a)沿着采矿结束时的漏斗之间进行不间断掘进，以此种方式来实现矿产的回采，即按照原有路径进行回采，可以增加找到矿石的几率。但是从施工安全性来说，此种回采方式存在安全威胁比较大，因为已经开采过的部分，承重能力降低，更容易出现坍塌事故，为保证回采安全必须要采取超前支护技术进行管理。此种回采施工时为保证安全，应保证进路间距在5m左右，在所有进路达到设计要求后，以间距为1m～1.5m进行放顶回采；b)沿着2个废弃矿场之间的连接柱进行回采施工，与按照原路回采施工相比，经济性比较低，但是安全性更高，是比较常用的一种回采方式。在对回采工作面进行超前支护处理时，可以选择用超前支架方式，支架应用方式为左右2架成1组使用，2架之间顶梁与底座由防盗防滑千斤顶连接，每架由前后2节组成，并且前节顶梁后部与后节伸缩梁相连，前节底座后部与后节底座前部通过移驾千斤顶及连接头连接，前后节互为依托，迈步前移达到移驾的效果。此种处理方式，支护强度及稳定性都比较大，并且在上支架两侧还有侧撑千斤顶，可以将顶板完全封闭起来，提高了支护下施工的安全性。并且支架支撑空间大，最大支撑高度可达3.5m左右，支撑宽度可以达到3.05m，再加上底座支架比较小，支架两侧及中间具有较大的通道，更有利于行人与运输。另外，在对该支架进行操作时，单人即可完成，操作更为简单方便，降低工作强度。
5超前支护技术在采矿中应用经济效益
超前支护技术现在已经被广泛地应用到采矿工程中，提高了采矿施工的安全性与稳定性，对保证工程项目顺利施工具有重要意义，同时也为企业获得更多经济效益。采矿工程与其它工程施工相比，具有更强的特殊性与危险性，对各方面要求比较高，必须要进一步做好对安全防护技术及管理工作的研究。因为采矿施工所具有的特点，施工人员流动性大，通过超前支护技术的应用，可以通过实际的技术措施来提高施工的安全性，并且增强了工作人员与管理人员的信心，对促进企业的进一步发展具有重要意义。
6结语
超前支护技术在采矿施工中的应用是安全施工的要求，对提高施工安全性，与促进企业经济发展都具有重要意义，现在已经由更多的采矿企业应用了超前支护技术，而想要更进一步的提高生产效益，还需要不断对其进行研究。
作者：杨和平 单位：山西省霍州煤电集团河津五星煤业有限责任公司