煤礦掘進(jìn)支護(hù)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施研究

王潤(rùn)斌

摘 要：煤礦開(kāi)采行業(yè)屬于高危行業(yè)，其井下地質(zhì)條件和開(kāi)采環(huán)境十分惡劣，掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)對(duì)煤礦巷道的穩(wěn)定與通暢發(fā)揮著重要作業(yè)。因此，煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的研究是煤礦安全生產(chǎn)的重點(diǎn)課題。本文通過(guò)對(duì)煤礦掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)中經(jīng)常發(fā)生的一些問(wèn)題進(jìn)行分析研究，并提出了相應(yīng)的解決措施，希望可以有效降低采掘工作的危險(xiǎn)系數(shù)。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)支護(hù)；地質(zhì)條件；問(wèn)題分析；預(yù)防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.070

我國(guó)煤礦資源雖然總儲(chǔ)存量較大，但是露天煤礦較少，90%以上為井下開(kāi)采，所以煤礦巷道是煤礦運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ?。煤礦掘進(jìn)支護(hù)對(duì)巷道起著重要的支撐和保護(hù)功能。受煤礦地質(zhì)條件的影響，巷道在挖掘過(guò)程中時(shí)常會(huì)引起巷道變形以及巖石膨脹等現(xiàn)象，破壞了巷道的原始狀態(tài)，一定程度上加大了支護(hù)難度。所以，研究分析煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)對(duì)于提高煤礦開(kāi)采效率具有重要意義。

1 煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題分析

1.1 地質(zhì)條件對(duì)支護(hù)技術(shù)的影響

隨著科技的不斷發(fā)展，煤礦開(kāi)采力度的不斷加深，現(xiàn)階段，我國(guó)煤礦開(kāi)采逐漸進(jìn)入深井開(kāi)采階段，約一半以上礦井煤炭埋深已經(jīng)超過(guò)千米。隨著開(kāi)采深度的不斷增加其地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)也變的愈發(fā)惡劣，致使煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)進(jìn)入瓶頸。首先，由于煤礦開(kāi)采深度的加大，煤層頂板巖性以及起拱圍巖的應(yīng)力都發(fā)生了顯著變化；其次，伴隨著地質(zhì)條件構(gòu)造的逐漸增多，巷道斷層及大坡度巷道也越來(lái)越多；第三，煤礦掘進(jìn)設(shè)備不夠先進(jìn)，當(dāng)遇到硬度高的巖石時(shí)其破巖能力大大降低，切割速度明顯下降，加大了設(shè)備的磨損程度。以上問(wèn)題的發(fā)生，都制約著掘進(jìn)支護(hù)工作的順利開(kāi)展，是引發(fā)工程出現(xiàn)問(wèn)題的重要因素。

1.2 煤礦巷道斷面和形狀的影響

由于傳統(tǒng)巷道的形狀為拱形狀，受傳統(tǒng)巷道形狀的影響，在煤炭運(yùn)輸過(guò)程中輸送量較低，無(wú)法滿足人們的對(duì)煤炭的需求量。另外傳統(tǒng)煤礦巷道不僅使用率較低，而且對(duì)煤礦作業(yè)人員也會(huì)產(chǎn)生一定的危害，一些礦難的發(fā)生不僅對(duì)礦工家屬帶來(lái)沉痛災(zāi)難，而且對(duì)社會(huì)穩(wěn)定也造成一定影響。此外，傳統(tǒng)煤礦巷道斷面較小，井下一些大型設(shè)備無(wú)法作業(yè)，繼而降低了生產(chǎn)效率。

1.3 煤礦巷道數(shù)量較少

煤礦巷道在煤礦生產(chǎn)中起著運(yùn)輸煤炭和礦井通風(fēng)的功能，由于傳統(tǒng)的巷道數(shù)量不足，且較為單一性，不僅嚴(yán)重制約了煤礦巷道功能的發(fā)揮，而且對(duì)煤礦經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展及礦工的生命安全都產(chǎn)生了一定的威脅。因此，煤礦單位應(yīng)該加大煤礦回采巷道數(shù)量的建設(shè)，同時(shí)對(duì)于巷道要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，在保證煤礦巷道數(shù)量的同時(shí)也要保證質(zhì)量，以確保煤炭運(yùn)輸和礦井通風(fēng)的安全穩(wěn)定。

1.4 巷道適應(yīng)性差

煤礦地質(zhì)條件的好壞對(duì)煤礦巷道建設(shè)至關(guān)重要，傳統(tǒng)煤礦巷道在設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有考慮到巷道掘進(jìn)地質(zhì)條件由淺到深的復(fù)雜性，因此巷道的過(guò)渡性較差，建成的傳統(tǒng)巷道無(wú)法與周?chē)淖鳂I(yè)環(huán)境相適應(yīng)，這樣極大降低了巷道的使用率，同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)也造成了損失。

2 煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的改進(jìn)措施

2.1 改進(jìn)巷道支護(hù)方式

（1）依據(jù)巷道性質(zhì)，將傳統(tǒng)的巖巷掘進(jìn)轉(zhuǎn)為煤巷掘進(jìn)，這樣可以極大提高煤礦的掘進(jìn)速率，節(jié)省建井周期。（2）將傳統(tǒng)的巷道斷面形狀由拱形改進(jìn)為矩形，這樣可以有效改善傳統(tǒng)巷道空間和掘進(jìn)速度方面的缺失，提高生產(chǎn)效率；增大斷面面積，這樣不僅可以增大開(kāi)采強(qiáng)度，而且一些大型開(kāi)采設(shè)備也可以順利開(kāi)展工作。（3）改進(jìn)巷道布置方式，將傳統(tǒng)的單項(xiàng)布置改進(jìn)為多項(xiàng)布置，這樣有效保障了井下煤礦輸送和井下通風(fēng)系統(tǒng)的通暢。

2.2 吊環(huán)式前探梁加固

傳統(tǒng)的支護(hù)中前探梁缺少支架支撐作用，所以穩(wěn)定性相對(duì)較差，嚴(yán)重威脅采礦工作人員的生命安全。通過(guò)對(duì)這一技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行分析研究，我們可以通過(guò)在將前探梁支架上增加三根吊環(huán)，并提高吊環(huán)強(qiáng)度進(jìn)而可對(duì)支護(hù)工程進(jìn)行校正，來(lái)增強(qiáng)前探梁的穩(wěn)定性。此外，我們還可以結(jié)合應(yīng)用若干木楔和方木來(lái)對(duì)前探梁進(jìn)行加固，這樣確保支護(hù)更加穩(wěn)固。如圖1所示，吊環(huán)式前探梁在巷道掘進(jìn)支護(hù)過(guò)程中，通常會(huì)作為巷道的臨時(shí)支護(hù)應(yīng)用。

2.3 單體液壓支柱頂梁支護(hù)在掘進(jìn)支護(hù)中應(yīng)用

在巷道掘進(jìn)施工過(guò)程中，需要在巷道上方約1m左右處加裝鉸接梁。鉸接梁主要由單體液壓支柱支撐，并將單體液壓支柱的距離控制在1.2m左右，當(dāng)進(jìn)行放炮作業(yè)時(shí)，需要先用水平銷加固，再用單體液壓支撐對(duì)鉸接梁進(jìn)行固定，確保巷道有足夠的支撐力，以保障井下采礦人員的生命安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，煤礦巷道是煤炭運(yùn)輸和礦井通風(fēng)的主要通道?，F(xiàn)階段，我國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在實(shí)踐過(guò)程中，還存在諸多技術(shù)難點(diǎn)和問(wèn)題，嚴(yán)重制約了煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。所以，在煤礦采掘過(guò)程中，一定要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)巷道掘進(jìn)技術(shù)中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行研究分析，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，從而保障煤礦的安全生產(chǎn)。

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