巷道掘進(jìn)支護(hù)中常見問題與應(yīng)對措施分析

何俊龍

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，人們對煤礦資源的需求也越來越大，煤礦開采的深度不斷增加，巷道掘進(jìn)成為煤礦開采的核心部分，但煤礦開采過程中存在許多安全隱患，為保障井下作業(yè)人員的生命安全，減少煤礦開采安全事故，在巷道掘進(jìn)過程中應(yīng)增加防護(hù)功能。文章主要分析了巷道掘進(jìn)支護(hù)中的常見問題，并提出了應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：巷道掘進(jìn);支護(hù);常見問題;措施

引言

煤礦資源不可再生，目前我國露天開采的煤礦資源十分有限，大多數(shù)需要在礦井下開掘大量的煤巷，這樣才能進(jìn)行煤礦的開采、運(yùn)輸工作。由于地下地質(zhì)條件復(fù)雜多變，煤礦開采工作環(huán)境較為惡劣，需要做好煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作，提高煤巷的暢通性以及圍巖穩(wěn)定性。但由于目前我國的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)仍存在一些問題，影響煤礦開采工作的順利進(jìn)行，因此，煤礦企業(yè)需要引入或研發(fā)新技術(shù)和新設(shè)備，采取有效措施解決掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題，提升我國煤礦掘進(jìn)支護(hù)水平，從而保障煤礦開采的安全與質(zhì)量。

1煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)及其重要意義

隨著我國社會的不斷發(fā)展，人們對煤礦資源的需求逐漸增多。為開采地下深處的煤炭資源，需要采用一定的手段，把煤巖體中的煤和巖體破碎下來，形成巷道空間，為維護(hù)頂板安全，需要對此空間進(jìn)行有效的支護(hù)，即為巷道掘進(jìn)支護(hù)。隨著我國煤礦開采范圍的加大，強(qiáng)度的不斷加深，煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用越來越受到重視。

煤礦支護(hù)技術(shù)直接影響采煤工作的安全以及效率，在煤礦井下采掘生產(chǎn)中占有重要的地位。目前我國煤礦企業(yè)在逐漸加大煤礦開采的力度，進(jìn)而提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，但在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，往往忽視了煤礦開采的安全防護(hù)，從而導(dǎo)致礦難的發(fā)生。因此，為避免及預(yù)防礦難，需要做好礦井的安全防護(hù)，對煤礦開采掘進(jìn)來說，合理使用煤礦支護(hù)技術(shù)，可以有效避免發(fā)生井下采礦事故，有效保障井下安全作業(yè)。

2巷道掘進(jìn)支護(hù)工作中的常見問題

2.1地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜影響巷道掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)

隨著我國淺層煤炭資源日益枯竭，煤炭開采逐漸深入地下，但由于井下地質(zhì)環(huán)境較為惡劣，使得巷道掘進(jìn)支護(hù)工程遇到一定的困難。以某大型礦為例，由于其礦區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件十分復(fù)雜，煤層貯存條件較差，隨著開采深度的增加，在掘進(jìn)支護(hù)中遇到以下幾個問題：第一，由于煤層頂板巖性發(fā)生變化，造成圍巖應(yīng)力不斷增大，圍巖越發(fā)松散、破碎，使得巷道掘進(jìn)成形難度加大;第二，隨著開采深度的增加，以及圍巖應(yīng)力的增大，井下地質(zhì)構(gòu)造數(shù)量逐漸增多，使得巷道掘進(jìn)作業(yè)中遭遇斷層的幾率增加，影響掘進(jìn)作業(yè)以及支護(hù)的效率;第三，適用于淺部開采的掘進(jìn)設(shè)備在開掘深部堅硬巖石時，不僅截割效率低下，并且對設(shè)備的磨損也較為嚴(yán)重，應(yīng)用效果欠佳。井下復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境極大地干擾了掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)的進(jìn)程，影響煤礦的開采。

2.2巷道布置方式與巷道形式的轉(zhuǎn)變

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，煤礦支護(hù)理論逐漸成形，煤礦巷道布置方式與巷道形式不再固守某一固定的布置方式與形式，發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，可以根據(jù)煤礦生產(chǎn)的需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。以往巷道布置受支護(hù)技術(shù)及支護(hù)設(shè)備的限制，多選擇在巖性較硬、頂板條件好的巖層中，雖然提高了圍巖的穩(wěn)定性，但也使巷道掘進(jìn)的難度增大，每米巖巷的掘進(jìn)速度要比煤巷的掘進(jìn)速度慢好幾倍，巷道掘進(jìn)的成本也比煤巷要高很多。因煤巷掘進(jìn)速度快，近年來巷道布置方式逐漸向煤巷轉(zhuǎn)變，但也要求有較高的支護(hù)質(zhì)量，這對巷道支護(hù)工程是不小的挑戰(zhàn)。

2.3掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備較為落后

受采礦技術(shù)和設(shè)備的約束，雖然目前煤礦井下作業(yè)采取了相應(yīng)的防護(hù)措施，但在煤礦掘進(jìn)支護(hù)方面仍沒有完善的設(shè)備，需要進(jìn)一步提高煤礦掘進(jìn)支護(hù)的綜合水平。但目前我國煤礦開采環(huán)境較為復(fù)雜，一些煤礦企業(yè)為節(jié)省成本，未及時更新井下巷道支護(hù)設(shè)備，導(dǎo)致煤礦支護(hù)設(shè)備狀態(tài)老化。另外，多數(shù)煤礦企業(yè)開采所使用的設(shè)備為搖臂式挖掘機(jī)，在開采過程中并未對采掘流程采取相應(yīng)的防護(hù)措施，增加了礦難發(fā)生的幾率。

2.4巷道支護(hù)方式的問題

我國煤礦巷道支護(hù)方式一共經(jīng)歷了木性支護(hù)、砌碹型支護(hù)、型鋼支護(hù)和錨桿支護(hù)四個階段。早期的錨桿主要有鋼絲繩砂漿錨桿、管縫式錨桿和機(jī)械類錨固錨桿等，由于這些錨桿支護(hù)的力學(xué)性能如強(qiáng)度和剛度等比較低，只能滿足較為簡單的煤礦開采要求，不能在地質(zhì)條件復(fù)雜多變的煤礦開采環(huán)境下使用。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤巷支護(hù)機(jī)械化程度不斷提高，為有效解決深層礦井的巷道掘進(jìn)支護(hù)問題，就需要研究或引進(jìn)高預(yù)應(yīng)力和高強(qiáng)度的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，提高掘進(jìn)支護(hù)的主動性和及時性，充分發(fā)揮了掘進(jìn)支護(hù)的作用，提高煤礦開采作業(yè)的安全性。

3巷道掘進(jìn)支護(hù)常見問題的應(yīng)對措施

3.1不斷完善掘進(jìn)支護(hù)工藝

由于深部礦井地質(zhì)條件復(fù)雜多變，在開展掘進(jìn)作業(yè)時，必須采取針對性強(qiáng)的支護(hù)工藝，依據(jù)不同的需求采取不同的支護(hù)工藝，最大化提升支護(hù)效果。例如，當(dāng)巷道斷面為矩形時，適合采取“錨桿+錨索”的聯(lián)合支護(hù)工藝，可以有效保障圍巖的穩(wěn)定性。這種工藝是將錨桿布設(shè)在圍巖鉆孔中，并與圍巖層固結(jié)成整體，借助錨索將圍巖整體進(jìn)行上移，使其固定在深部的穩(wěn)定巖層中，從而對圍巖層進(jìn)行雙重保障，有效提升安全性以及穩(wěn)定性。采取支護(hù)工藝的最佳時間應(yīng)選取在圍巖本身的承載能力與圍巖變形產(chǎn)生的膨脹變形力耦合的最大支護(hù)效果時，并在圍巖變形產(chǎn)生的膨脹變形力最小的時候進(jìn)行后期支護(hù)施工，充分發(fā)揮圍巖的自身承載作用，避免出現(xiàn)松動、破壞和變形，方便后期進(jìn)行施工操作。

3.2應(yīng)用吊環(huán)式與吊鏈?zhǔn)角疤搅?/p>

為加強(qiáng)臨時支護(hù)效果，可以應(yīng)用吊環(huán)式前探梁加固支護(hù)體，使支護(hù)體能夠發(fā)揮圍巖控制作用。吊環(huán)式前探梁支設(shè)位置應(yīng)在掘進(jìn)頭后方0.3m以內(nèi)，以確保對巷道圍巖進(jìn)行及時控制，保證工作人員的施工安全。吊環(huán)式前探梁3根吊掛式前探支架分別沿著巷道兩側(cè)與巷道中線布設(shè)，保證間距不超過1m，使整個巷道頂板都在控制范圍內(nèi)，并通過相關(guān)設(shè)備固定前探支架，保證每根前探支架至少有2個固定點(diǎn)。由于前探支架在支設(shè)后會與巷道表面存在間隙，需要在二者的間隙進(jìn)行充填，進(jìn)一步穩(wěn)固前探支架結(jié)構(gòu)，充填材料可選取礦用的木楔、方木、構(gòu)木等。吊鏈?zhǔn)角疤搅号c吊環(huán)式前探梁作用和布設(shè)方式類似，但吊鏈?zhǔn)角疤搅翰捎玫醐h(huán)作為固定結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用前，需要敲幫問頂、清理浮矸活石等以消除安全隱患，之后方可前移前探梁。

3.3不斷更新掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備

為確保深層礦井巷道掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)的安全性，必須使用高效、功能強(qiáng)大的掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備。煤礦企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對井下掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備的研發(fā)力度，針對自身實(shí)際情況，與相關(guān)科研院所聯(lián)手研發(fā)具有針對性的支護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)支護(hù)設(shè)備的更新?lián)Q代，有效提升支護(hù)作業(yè)的工作效率，確保煤礦掘進(jìn)作業(yè)的安全性。除此之外，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通訊監(jiān)測方面的設(shè)備也在不斷增加，煤礦開采企業(yè)可以在井下掘進(jìn)作業(yè)面布設(shè)智能監(jiān)測設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對整個掘進(jìn)支護(hù)過程的有效監(jiān)控，一方面為后續(xù)作業(yè)提供數(shù)據(jù)支撐，另一方面也可以及時發(fā)現(xiàn)井下安全隱患，從而提升井下作業(yè)的安全性。

結(jié)束語

綜上所述，目前巷道掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)中存在一些問題，影響煤礦開采的安全性，對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也有一定的影響。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)提升對巷道掘進(jìn)支護(hù)的重視度，投入資金進(jìn)行掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備的研發(fā)以及更新?lián)Q代，還要不斷探索適合自身的支護(hù)工藝，提升支護(hù)作業(yè)水平，充分保證礦井的掘進(jìn)支護(hù)質(zhì)量以及安全，推動井下煤炭生產(chǎn)的有序開展。

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