煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題及應(yīng)對措施

李廣友

（陽煤集團(tuán)壽陽開元礦業(yè)有限責(zé)任公司，山西 壽陽 045400）

引言

隨著煤礦行業(yè)自身快速的發(fā)展，掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)也相對得到了完善，大大促進(jìn)了煤礦行業(yè)的發(fā)展，并提高了煤礦掘進(jìn)支護(hù)過程中的安全系數(shù)。

據(jù)相關(guān)資料顯示：我國目前有90%以上的煤礦作業(yè)在地下完成［1］，通常煤礦施工的環(huán)境十分惡劣，煤礦巷道掘進(jìn)中一旦出現(xiàn)問題，都會導(dǎo)致大量的財產(chǎn)損失和人員傷亡。因此，必須加強掘進(jìn)支護(hù)手段及技術(shù)才能保證巷道內(nèi)的巖石層穩(wěn)定，提高煤礦作業(yè)的效率以及安全性。除此之外，在地下作業(yè)時，通風(fēng)是十分重要的一個環(huán)節(jié)，如果煤礦作業(yè)通風(fēng)效果不好，會造成工作人員中毒或傷亡現(xiàn)象，而支護(hù)技術(shù)則是保證巷道支護(hù)穩(wěn)定性的重要條件之一。如果在掘進(jìn)中沒有良好的支護(hù)的話，很可能會造成掘進(jìn)過程中圍巖層坍塌現(xiàn)象，從而影響煤礦施工工期及生產(chǎn)效率，造成不必要的人員傷亡及財產(chǎn)損失，可以說，煤礦掘進(jìn)支護(hù)對煤礦生產(chǎn)作業(yè)中安全性及圍巖層的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的作用。

1 煤礦掘進(jìn)支護(hù)存在的問題

煤礦掘進(jìn)支護(hù)是煤礦開采中的一項重要的工序，它是通過利用錨桿等工具對煤礦邊圍的巖石層進(jìn)行支護(hù)而實現(xiàn)掘進(jìn)巷道穩(wěn)定性的一個重要的技術(shù)手段［2］。雖然目前掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)有了較大的發(fā)展和提高，但就實際的施工作業(yè)情況來看，在掘進(jìn)支護(hù)中仍存在著不同程度的問題，嚴(yán)重影響著煤礦掘進(jìn)支護(hù)的安全穩(wěn)定性以及煤礦施工作業(yè)的效率。

1.1 煤礦支護(hù)技術(shù)問題

掘進(jìn)支護(hù)施工技術(shù)決定著煤礦開采作業(yè)的效率以及安全性，對提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)能力及其經(jīng)濟(jì)效益有著重要的作用。但就目前來看，許多煤礦企業(yè)在掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)上都存在著不同程度的問題。通常來講，根據(jù)礦井形態(tài)的不同，在掘進(jìn)支護(hù)中應(yīng)采取不同的技術(shù)措施，尤其針對礦井內(nèi)矩形斷面的掘進(jìn)支護(hù)，應(yīng)根據(jù)不同的情況選擇錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)或是其他聯(lián)合支護(hù)形式。但許多礦井掘進(jìn)支護(hù)施工中為了節(jié)省資金僅采用一種支護(hù)形式，從而導(dǎo)致掘進(jìn)過程中圍巖層發(fā)生坍塌現(xiàn)象。另外，許多掘進(jìn)支護(hù)施工在設(shè)備上的選擇也同樣存在問題，對于一些小型的斷面支護(hù)，通常利用較小型的設(shè)備就可以完成支護(hù)作業(yè)，但對于大型的斷面支護(hù)，如果仍利用小型設(shè)備參與施工不僅無法達(dá)到支護(hù)效果的，還會造成掘進(jìn)支護(hù)施工中出現(xiàn)諸多問題。

1.2 煤礦支護(hù)設(shè)備問題

目前，諸多煤礦企業(yè)在掘進(jìn)支護(hù)中所使用的支護(hù)設(shè)備質(zhì)量問題是影響煤礦掘進(jìn)支護(hù)安全穩(wěn)定性的重要原因。隨著我國經(jīng)濟(jì)市場的競爭日趨激烈，煤礦企業(yè)為了能夠有更多的資金用于企業(yè)自身的發(fā)展建設(shè)，在掘進(jìn)支護(hù)中所選用的支護(hù)工具無論從強度還是硬度上來看，都無法滿足礦井內(nèi)圍巖層結(jié)構(gòu)支護(hù)穩(wěn)定性的需求，從而造成掘進(jìn)支護(hù)中頻頻出現(xiàn)安全事故［3］。例如：一些煤礦企業(yè)采用快硬水泥錨桿、樹指型錨桿、鋼絲繩泥漿、機械錨桿等工具用于掘進(jìn)支護(hù)施工，而這些工具只能滿足于地面作業(yè)時相對穩(wěn)定的圍巖層結(jié)構(gòu)，對于地下礦井圍巖層復(fù)雜的環(huán)境是不適用的，因此造成了煤礦企業(yè)人力、物力、財力的巨大損失。

1.3 機械化程度問題

我國煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)雖然起步較早，但受到各方面因素的影響，機械化程度發(fā)展較為緩慢。目前來看，我國大多數(shù)煤礦企業(yè)在掘進(jìn)支護(hù)中采用的設(shè)備仍是懸臂式掘進(jìn)機。但我國煤礦掘進(jìn)支護(hù)地下作業(yè)需要施工人員在礦井下實施空頂支護(hù)作業(yè)，因此，懸臂式掘進(jìn)機無法滿足井下掘進(jìn)支護(hù)的要求。另外，懸臂式掘進(jìn)機在掘進(jìn)支護(hù)施工時需要施工人員攜帶大量的施工工具以及錨桿設(shè)備，不僅使掘進(jìn)支護(hù)的工作效率受到較大程度的影響，同時也會使施工人員的生命安全受到威脅，很容易出現(xiàn)施工事故。

2 煤礦掘進(jìn)支護(hù)的措施

為保證煤礦掘進(jìn)支護(hù)安全性以及施工效率，必須針對煤礦掘進(jìn)支護(hù)中所存在的問題進(jìn)行合理分析，并制定出科學(xué)的掘進(jìn)支護(hù)措施，從而保證煤礦掘進(jìn)支護(hù)的效果。

2.1 提高煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

針對煤礦掘進(jìn)支護(hù)中的技術(shù)問題，根據(jù)不同的礦井形態(tài)選擇不同的支護(hù)技術(shù)。例如：對于矩形斷面的支護(hù)，要采用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)的方式來提高巷道圍巖層的穩(wěn)定性。該技術(shù)將錨桿插入鉆好的圍巖孔徑內(nèi)，并固定在圍巖層結(jié)構(gòu)中，利用錨索將整體的圍巖層結(jié)構(gòu)上移，從而達(dá)到圍巖層的雙重穩(wěn)定性［4］，強化結(jié)構(gòu)的安全性能。錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)示意圖（如圖1）。

在對煤礦斷面進(jìn)行掘進(jìn)支護(hù)時，要根據(jù)斷面的大小來確定所選擇施工設(shè)備的大小。對于較小型的斷面，可利用較小的設(shè)備進(jìn)行支護(hù)；而對于較大的斷面支護(hù)時，因此必須選用大型設(shè)備來滿足礦井內(nèi)高強度的開采需求。

圖1 錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)示意圖（mm）

除此之外，隨著煤礦行業(yè)的發(fā)展，巷道開采施工由傳統(tǒng)的單巷道開采向雙巷道開采轉(zhuǎn)變，對巷道掘進(jìn)支護(hù)工作提出了更高的要求，同時對巷道深埋也有了更高的要求。因此為滿足礦井通風(fēng)以及瓦斯排放要求，掘進(jìn)支護(hù)必須滿足由淺向深、由簡單地質(zhì)形勢向復(fù)雜地質(zhì)形勢轉(zhuǎn)換的技術(shù)要求，保證掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)與時俱進(jìn)，提高煤礦企業(yè)的整體生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 吊鏈?zhǔn)角疤搅褐ёo(hù)

為保證掘進(jìn)支護(hù)的安全穩(wěn)定性，使用吊鏈?zhǔn)角疤搅褐ёo(hù)方式是必要的措施。首先要使用Л型鋼制作的吊梁，保證前探梁的長度不能小于3.5m，再用中吊鏈梁完成前探梁的固定。另外，在使用中吊鏈?zhǔn)角疤搅褐ёo(hù)時，中間位置上的前探梁設(shè)計要根據(jù)整個巷道中線的距離布置，兩側(cè)的前探梁設(shè)計要根據(jù)位置1～1.2m的范圍布置，保證布置兩側(cè)前探梁時至少預(yù)留兩個固定點。前探梁的前端與迎頭端的距離大小不得小于30cm。除此之外，在吊鏈?zhǔn)角疤搅褐ёo(hù)前，相關(guān)準(zhǔn)備工作必須要完成。如果在支護(hù)施工前發(fā)現(xiàn)浮矸活石等問題，要將吊鏈?zhǔn)角疤搅褐ёo(hù)整體前移，以保證掘進(jìn)支護(hù)的安全性。吊鏈?zhǔn)角疤搅号R時支護(hù)示意圖（如下頁圖2）。

圖2 吊鏈?zhǔn)角疤搅号R時支護(hù)示意圖（mm）

2.3 加強掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備的更新能力

為加強掘進(jìn)支護(hù)的安全性，必須要對支護(hù)設(shè)備進(jìn)行更新。根據(jù)地下作業(yè)中礦井掘進(jìn)支護(hù)的實際需求選擇合適的支護(hù)設(shè)備，提高掘進(jìn)支護(hù)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。另外，隨著高科技產(chǎn)品的不斷發(fā)展，在掘進(jìn)支護(hù)中應(yīng)采用更多的高科技智能化設(shè)備，全方位提高掘進(jìn)支護(hù)能力，降低煤礦掘進(jìn)支護(hù)中的事故發(fā)生率。

3 結(jié)語

煤礦掘進(jìn)支護(hù)的好壞決定著開采施工作業(yè)的安全性以及施工效率。因此，在煤礦掘進(jìn)支護(hù)中，應(yīng)根據(jù)巷道的實際情況選擇適合的技術(shù)手段以及設(shè)備工具，用科學(xué)的方法提高掘進(jìn)支護(hù)的安全性及穩(wěn)定性，為推進(jìn)煤礦企業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

［1］ 謝少華.關(guān)于煤礦開采與掘進(jìn)支護(hù)應(yīng)用技術(shù)的探討［J］.城市建設(shè)理論研究，2013（7）：28－30.

［2］ 魏志浩.淺談煤礦掘進(jìn)支護(hù)中的問題以及應(yīng)對措施［J］.科海故事博覽，2014（15）：36－37.

［3］ 李雹強.復(fù)雜環(huán)境下掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析［J］.中國科技縱橫，2013（10）：89－92.

［4］ 閆云亮.煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題及應(yīng)對措施淺談［J］.科技致富向?qū)В?012（27）：76－77.