煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用探討

【摘要】煤礦的分布特點(diǎn)決定了煤礦的生產(chǎn)環(huán)境，多數(shù)需要在地下進(jìn)行。因此，在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的防護(hù)工程顯得尤為重要，尤其是煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，使用相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)來(lái)保證生產(chǎn)的安全。本文主要探討了煤礦掘進(jìn)支護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并探討了掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】煤礦；掘進(jìn)技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；支護(hù)技術(shù)；應(yīng)用分析

由于受地理因素等影響，決定了我國(guó)煤礦生產(chǎn)需要多數(shù)需要在地下進(jìn)行，而露天開(kāi)采的煤礦數(shù)量是極為有限的。而且，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)超過(guò)百分之八十的煤礦都是需要在地下進(jìn)行開(kāi)采的，而這種形式的井下作業(yè)，需要在地下進(jìn)行大量的巷道開(kāi)掘，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)采煤和運(yùn)煤的高效運(yùn)行。但是，由于地下礦井的環(huán)境復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣。因此，為了確保煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行，搞好煤礦掘進(jìn)支護(hù)，對(duì)于提高煤礦巷道暢通和運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性，以及保證煤礦生產(chǎn)的安全性具有重要的意義。在此前提下，積極探索煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，是提高煤礦掘進(jìn)支護(hù)水平的關(guān)鍵。

一、煤礦掘進(jìn)支護(hù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)于煤礦資源的需求量也在日益的增加。這就增加了煤礦開(kāi)采強(qiáng)度，擴(kuò)大了煤礦開(kāi)采范圍，直接導(dǎo)致煤礦巷道的布局發(fā)生了變化，其主要變化方向有以下幾點(diǎn)：首先，回采巷道數(shù)量建設(shè)中，單巷道逐漸向多巷道發(fā)展，進(jìn)而滿足高瓦斯礦井及大型礦井運(yùn)輸、通風(fēng)的要求。其次，巷道賦存條件方面，簡(jiǎn)單的開(kāi)采地質(zhì)環(huán)境向復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境發(fā)展。再次，為了提升開(kāi)采速度，縮短施工周期，在煤礦的永久性巷道方面，逐漸由巖巷向煤巷發(fā)展。最后，巷道斷面形狀由拱形逐漸向矩形發(fā)展，在斷面的大小方面，小斷面逐漸向大斷面發(fā)展。這些變化主要是為了能夠滿足現(xiàn)代化大型采掘設(shè)備的需求。但是，所有的這些發(fā)展趨勢(shì)很大程度增加了巷道支護(hù)難度，對(duì)支護(hù)技術(shù)提出的要求也越來(lái)越苛刻。

在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的改革和變化過(guò)程中，煤礦巷道支護(hù)逐漸由木支護(hù)、砌碹支護(hù)、型鋼支護(hù)發(fā)展到錨桿支護(hù)。我國(guó)使用錨桿支護(hù)的技術(shù)已經(jīng)有五十多年的歷史。在此期間，錨桿支護(hù)經(jīng)歷了從低強(qiáng)度、高強(qiáng)度到高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力支護(hù)的發(fā)展過(guò)程。

近些年來(lái)，隨著支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，為了能夠解決煤礦巷道深部以及復(fù)雜的煤礦地下環(huán)境的巷道支護(hù)難題，相繼研發(fā)出了高預(yù)應(yīng)力、強(qiáng)力錨桿支護(hù)技術(shù)。這些先進(jìn)的技術(shù)不僅在錨桿的強(qiáng)度方面，同時(shí)在支護(hù)系統(tǒng)的剛度方面都做出了重大改變，可以實(shí)現(xiàn)錨桿的主動(dòng)、及時(shí)支護(hù)，充分發(fā)揮了錨桿的支護(hù)作用。除此，在煤礦井下應(yīng)用支護(hù)，可以有效減少巷道遭到結(jié)構(gòu)的破壞。而且，通過(guò)支護(hù)技術(shù)可以顯著提高煤礦巷道掘進(jìn)效率。當(dāng)前，在我國(guó)的所有大中型煤礦已經(jīng)超過(guò)百分之六十的煤礦開(kāi)始使用錨桿支護(hù)，而在有些礦區(qū)使用錨桿支護(hù)技術(shù)的比例已經(jīng)超過(guò)了百分之九十。顯然，在我國(guó)煤礦行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中已經(jīng)形成了一套適合我國(guó)煤礦發(fā)展的煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)體系，在大型煤礦中，錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)成為煤礦巷道首選的支護(hù)方式。

二、煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探討

（一）混凝土永久支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

為保證煤礦巷道圍巖的穩(wěn)定性，可以采用混凝土永久支護(hù)技術(shù)，但是該技術(shù)的使用必須在煤礦巷道的開(kāi)采年限范圍內(nèi)，通常該技術(shù)包括混凝土支護(hù)和錨網(wǎng)噴支護(hù)等。在進(jìn)行混凝土施工之前，要確保施工安全，合理選擇施工距離。在錨桿噴射混凝土支護(hù)施工之前，需要科學(xué)選取錨桿的型號(hào)。而在掘進(jìn)后，需要安裝臨時(shí)的錨桿，隨后噴薄層混凝土，而后繼續(xù)噴射混凝土以達(dá)到規(guī)定的厚度。

（二）單體液壓支柱配鉸接頂梁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

在煤礦巷道的支護(hù)系統(tǒng)中，使用的單體液壓支柱配鉸接頂梁支護(hù)技術(shù)通常是HDJA—1200型金屬鉸接頂梁。在放炮采煤后，立刻掛上頂梁插上水平銷，在頂梁的防護(hù)作用下，設(shè)立鋼筋網(wǎng)，并在頂梁下建立單體液壓支柱。設(shè)立鋼網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是，鋼網(wǎng)必須要緊貼煤礦巷道內(nèi)的巖面，搭接0.2m，每隔0.2m用11號(hào)鐵絲扭結(jié)。建立單體液壓支柱的標(biāo)準(zhǔn)是，所有基本柱的初撐力不低于90kN，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有漏液等現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，需要及時(shí)修補(bǔ)或是更換設(shè)備，以確保支柱全承載支護(hù)。一般情況下，在煤礦巷道內(nèi)的單體液壓支柱和金屬鉸接頂梁，排成三排，柱子在頂梁的中間，頂板每?jī)膳彭斄褐g間隔200～400mm穿小木棍、板批防止漏頂。同時(shí)，還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工情況，增加穿桿的數(shù)量，以保證鋼筋圍巖表面混凝土之間的牢固性，確保施工安全順利。

（三）吊環(huán)式前探梁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

在煤礦巷道施工過(guò)程中，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求，采用吊環(huán)式前探梁支護(hù)技術(shù)。吊環(huán)式前探梁支護(hù)技術(shù)通常使用11號(hào)礦用工字鋼等進(jìn)行加工制作，長(zhǎng)度大于3m，用吊環(huán)固定，吊環(huán)式前探梁支護(hù)鋼材需要在巷道中線布置，兩側(cè)前探梁距中間一根1m，每根前探梁不少于2個(gè)固定點(diǎn)。在前探梁上面使用的木質(zhì)結(jié)構(gòu)等，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求安置。而且，吊環(huán)的強(qiáng)度也必須能夠滿足前探梁的強(qiáng)度?？梢栽谏系醐h(huán)留出40 ～100mm的絲扣，以進(jìn)一步的保證吊環(huán)的穩(wěn)定性和牢固性。

（四）吊鏈時(shí)前探梁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

區(qū)別于吊環(huán)式前探梁支護(hù)技術(shù)，吊鏈時(shí)前探梁支護(hù)技術(shù)主要是通過(guò)三根吊掛前探梁做為臨時(shí)支護(hù)。在該支護(hù)系統(tǒng)中，前探梁采用的是π型鋼，其長(zhǎng)度大于3.5m，并用吊環(huán)進(jìn)行固定。中間一根沿巷道中線布置，兩側(cè)前探梁距中間一根1m到1.2m，每根前探梁同樣也是不少于2 個(gè)固定點(diǎn)。同時(shí)，在實(shí)際的施工過(guò)程中，前探梁距離迎頭不得大于30cm。除此之外，在吊鏈時(shí)前探梁支護(hù)施工之前，需要進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，及時(shí)清理附近的碎石，然后再進(jìn)行前探梁的移動(dòng)。需要注意的是，所有工作的進(jìn)行必須在有永久性支護(hù)存在的前提下進(jìn)行。在迎頭10m的范圍內(nèi)需要建立聯(lián)棚器進(jìn)行連鎖加固。在施工過(guò)程中，如果遇到一些情況，不能使用聯(lián)棚器時(shí)，則必須采用其他的防護(hù)措施。例如可以用鐵镢子進(jìn)行防倒加固。

（五）單體柱配π型鋼前探梁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

在使用π型鋼進(jìn)行單體柱配π型鋼前探梁支護(hù)時(shí)，π型鋼的長(zhǎng)度不得超過(guò)3.5m，并采用外注式單體液壓支柱支設(shè)。施工中，任何兩條前探梁之間的距離不得大于1.0m，每根前探梁不應(yīng)該少于三個(gè)單體液壓支柱。而且，前探梁到迎頭的端面距不得超過(guò)30cm。前探梁上方使用的各種木材材質(zhì)必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行采購(gòu)和加工。同時(shí)，在架設(shè)前也需要提前進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，，清除碎石，再進(jìn)行前探梁的前移。

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