新基建背景下的礦井支護(hù)問(wèn)題及其應(yīng)對(duì)策略

摘 要：現(xiàn)代采礦生產(chǎn)應(yīng)用了大量的現(xiàn)代化設(shè)備，不僅提高了生產(chǎn)效率，也提高了作業(yè)安全性。很多礦山需要井下開(kāi)采，掘進(jìn)作業(yè)是重要的作業(yè)工序，掘進(jìn)支護(hù)則是作業(yè)安全的重要保證措施。當(dāng)前綜合機(jī)械化掘進(jìn)已經(jīng)普遍應(yīng)用，但支護(hù)工作存在一些問(wèn)題，制約了掘進(jìn)效率提升。因此，要探究當(dāng)前掘進(jìn)支護(hù)中的問(wèn)題，思考應(yīng)對(duì)策略。

關(guān)鍵詞：礦山生產(chǎn);掘進(jìn)支護(hù);問(wèn)題;應(yīng)對(duì)策略

1礦山巷道發(fā)展情況

隨著礦山開(kāi)采技術(shù)不斷發(fā)展，礦山開(kāi)采效率在不斷提升，巷道建設(shè)新技術(shù)也在不斷發(fā)展。巷道中，巷道斷面由拱形正向矩形發(fā)展，與拱形斷面相比，進(jìn)一步提高了挖掘速度。如今巷道多采用大型斷面，以支持現(xiàn)代機(jī)械化生產(chǎn)需要，提高開(kāi)采效率。在回采巷道數(shù)量上，出于提高通風(fēng)透氣水平、瓦斯排放能力、輸送能力考慮，如今采礦生產(chǎn)中的回采巷道數(shù)量不斷增多，采用多巷布置的礦井日益增多。另外，由于礦山開(kāi)采多是由淺至深，深層地質(zhì)環(huán)境更加復(fù)雜，所以為保證效率，提高安全性，對(duì)巷道埋深也在不斷提高要求。

2礦井巷道掘進(jìn)支護(hù)現(xiàn)狀

巷道開(kāi)挖會(huì)影響附近原巖應(yīng)力，使巖石平衡狀態(tài)被打破，內(nèi)部應(yīng)力重新分布，圍巖隨之運(yùn)動(dòng)，引起圍巖位移、斷裂等問(wèn)題。所以巷道掘進(jìn)作業(yè)必須及時(shí)做好支護(hù)工作。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展以及掘進(jìn)支護(hù)的大量實(shí)踐，支護(hù)技術(shù)有了很大進(jìn)步，各種新式技術(shù)被研發(fā)并應(yīng)用推廣，原有技術(shù)手段也不斷完善。在巷道支護(hù)工作中，常會(huì)采用錨網(wǎng)、錨桿等支護(hù)方式，這些方式也在長(zhǎng)期實(shí)踐中證實(shí)了支護(hù)有效性，具有推廣價(jià)值。不過(guò)隨著技術(shù)發(fā)展，采礦生產(chǎn)效率不斷提高，機(jī)械化水平不斷提高，而支護(hù)作業(yè)中很多采礦企業(yè)打錨桿孔眼依然需要人工使用鉆機(jī)操作，掛網(wǎng)也常采用人工方式。在復(fù)雜的井下環(huán)境中，人工作業(yè)本身具有一定危險(xiǎn)性，效率也難以滿足當(dāng)前發(fā)展需要;加之需要與掘進(jìn)機(jī)交叉作業(yè)，嚴(yán)重影響了掘進(jìn)機(jī)連續(xù)作業(yè)，一些技術(shù)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)要求，亟需改進(jìn)技術(shù)。

3 當(dāng)前掘進(jìn)支護(hù)中的問(wèn)題

當(dāng)前礦山開(kāi)采不斷提高技術(shù)水平，無(wú)論是開(kāi)采范圍還是開(kāi)采強(qiáng)度都在明顯提升。在這一背景下，巷道掘進(jìn)、支護(hù)要求也在不斷提高，日益嚴(yán)格。在調(diào)查本行業(yè)情況后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前巷道支護(hù)發(fā)展中有一些問(wèn)題亟需解決：

3.1 支護(hù)技術(shù)設(shè)備老舊

技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)了礦井支護(hù)更新?lián)Q代，在實(shí)際支護(hù)工作中，很多支護(hù)材料、技術(shù)已經(jīng)難以滿足當(dāng)今巷道掘進(jìn)支護(hù)對(duì)強(qiáng)度、剛度等的要求。例如鋼絲繩砂漿錨桿、管縫型錨桿、水泥錨桿等，在一些支護(hù)要求不高的工作面，依然具有一定應(yīng)用價(jià)值;但隨著礦井深度增加，地質(zhì)條件日益復(fù)雜、工作環(huán)境日益惡劣，使用這些技術(shù)設(shè)備則難免捉襟見(jiàn)肘。所以，當(dāng)前采礦企業(yè)要注意支護(hù)設(shè)備以及相應(yīng)技術(shù)的更新?lián)Q代，逐步淘汰老舊設(shè)備。

3.2 機(jī)械化程度不足

技術(shù)設(shè)備先進(jìn)性會(huì)影響礦山生產(chǎn)效率與安全性。隨著技術(shù)發(fā)展，掘進(jìn)設(shè)備不斷更新，在采礦生產(chǎn)中，懸臂式掘進(jìn)機(jī)應(yīng)用日益增多，提高了生產(chǎn)效率。在掘進(jìn)機(jī)作業(yè)的同時(shí)需要進(jìn)行錨固作業(yè)，傳統(tǒng)方式是采用人工方式錨固，需要井下空頂作業(yè)，施工中需要攜帶杠桿、扳手、鉆機(jī)等必要工具。如今，機(jī)械化錨固已經(jīng)取得一定成就，一些礦區(qū)依然采用傳統(tǒng)人工作業(yè)方法，具有一定危險(xiǎn)性，也會(huì)影響掘進(jìn)效率，需要盡快改變這種傳統(tǒng)工作方式。

3.3 巷道的改進(jìn)

為了保障施工人員的人身安全，礦井巷道的斷面由傳統(tǒng)的拱形向安全性能較高的矩形轉(zhuǎn)型，提升工人挖掘效率的同時(shí)，還增強(qiáng)了斷面的利用價(jià)值。井下巷道的改進(jìn)還體現(xiàn)在由小型斷面向大型斷面的轉(zhuǎn)型上，轉(zhuǎn)型的主要目的是充分發(fā)揮較大機(jī)械的作業(yè)效率，滿足較難開(kāi)采礦區(qū)的要求。對(duì)回采巷道的數(shù)量以及巷道的埋深也有了更高的要求，首先，巷道由傳統(tǒng)的單巷道向多巷道轉(zhuǎn)型，既能滿足礦井內(nèi)通風(fēng)的需求，又能保障施工人員的生命安全。其次，巷道的埋深要堅(jiān)持“由淺入深”“由簡(jiǎn)單到復(fù)雜”的原則，最終滿足對(duì)井下巷道的改進(jìn)。

3.4 支護(hù)技術(shù)的更替

目前，我國(guó)礦井內(nèi)的掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備均具有低強(qiáng)度和低剛度等特點(diǎn)，主要有快硬水泥錨桿、管縫型的錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿以及采用端部錨固的樹(shù)脂型錨桿等，這類(lèi)支護(hù)設(shè)備是在傳統(tǒng)落后開(kāi)采技術(shù)上的提升。面臨二十一世紀(jì)“人性化”開(kāi)采的要求，這類(lèi)支護(hù)技術(shù)仍然存在很多不足，為了滿足現(xiàn)代復(fù)雜礦井開(kāi)采環(huán)境的要求，需要企業(yè)結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要，更新礦井支護(hù)設(shè)備。

4 掘進(jìn)支護(hù)問(wèn)題應(yīng)對(duì)措施

制定符合實(shí)際情況的支護(hù)措施，參與支護(hù)工作的施工人員也要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工，規(guī)范操作，提高支護(hù)設(shè)置合理性。

4.1 應(yīng)用掘錨護(hù)一體機(jī)

在進(jìn)行井下巷道掘進(jìn)作業(yè)中，大多數(shù)的巷道屬于煤巷、半煤巖巷道，開(kāi)展掘錨護(hù)作業(yè)，通常是人工打錨桿。在實(shí)際工作中，人工開(kāi)展錨桿支護(hù)作業(yè)速度慢，在進(jìn)行錨桿支護(hù)前，要先設(shè)置臨時(shí)支護(hù)，在未設(shè)置良好支護(hù)的巷道中作業(yè)具有一定危險(xiǎn)性。在綜合機(jī)械化掘進(jìn)作業(yè)中，掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行割煤作業(yè)和開(kāi)展頂板支護(hù)會(huì)相互影響，支護(hù)工作會(huì)占用一部分時(shí)間，影響掘進(jìn)效率、開(kāi)機(jī)率。應(yīng)用掘錨護(hù)一體機(jī)，可以妥善解決掘進(jìn)與錨桿支護(hù)相矛盾的問(wèn)題，割煤、支護(hù)同時(shí)進(jìn)行，可以有效提升掘進(jìn)速度、減少支護(hù)所需時(shí)間，錨桿支護(hù)也更加及時(shí)。掘錨護(hù)一體機(jī)在使用時(shí)行走部?jī)蓚?cè)帶有錨護(hù)結(jié)構(gòu)，在工作時(shí)可以將錨桿機(jī)、支護(hù)機(jī)送到前方，能夠完成錨桿錨裝。這一技術(shù)改變了傳統(tǒng)人力設(shè)置臨時(shí)支護(hù)、錨裝的工作方式，可以在各種巷道如矩形、梯形巷道中應(yīng)用，能夠提升掘進(jìn)機(jī)工作效率，將掘進(jìn)、支護(hù)、鉆裝錨桿聯(lián)合進(jìn)行，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)安全性。

4.2 應(yīng)用錨裝一體機(jī)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)

錨桿支護(hù)機(jī)械化已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，例如使用機(jī)載錨桿鉆機(jī)進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。掘進(jìn)支護(hù)實(shí)際工作質(zhì)量通常與掘進(jìn)機(jī)工作能力有很大關(guān)系，為避免掘進(jìn)機(jī)制約支護(hù)工作開(kāi)展，需要研究自成體系的臨時(shí)支護(hù)設(shè)備。錨裝一體機(jī)是一種現(xiàn)代掘進(jìn)設(shè)備，具有打爆破孔、錨桿孔、進(jìn)行破碎作業(yè)、矸石運(yùn)輸?shù)裙δ?，在很多工序的工作中都有?yīng)用價(jià)值，可以提高掘進(jìn)效率，減少事故可能性。采用錨裝一體機(jī)，能夠輔助掘進(jìn)巷道的錨桿支護(hù)工作，防止因?yàn)榭枕斪鳂I(yè)安全隱患導(dǎo)致的人員傷亡，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)環(huán)境安全性。

4.3 合理使用永久性支護(hù)

一些巷道需要使用較長(zhǎng)時(shí)間，其支護(hù)水平會(huì)影響采礦生產(chǎn)安全性。采用臨時(shí)支護(hù)難以滿足長(zhǎng)期作業(yè)需要，所以需要設(shè)置永久支護(hù)，進(jìn)一步提高巷道穩(wěn)定性，預(yù)防巷道安全問(wèn)題?？梢圆捎没炷两Y(jié)構(gòu)的永久支護(hù)如錨網(wǎng)噴支護(hù)等。在實(shí)際施工中，需要把握技術(shù)要點(diǎn)，提高支護(hù)質(zhì)量。采用噴射支護(hù)，在支護(hù)前，要注意作業(yè)安全，在規(guī)定距離以規(guī)定壓力噴射混凝土，保證噴射效率及質(zhì)量。在掘進(jìn)設(shè)備工作中，要隨掘進(jìn)做好臨時(shí)支護(hù)，架設(shè)臨時(shí)錨桿，在巷道壁上噴射適量混凝土，之后重復(fù)噴射提高噴射厚度，直到滿足要求。

4.4 更新支護(hù)設(shè)備

社會(huì)的發(fā)展，能源需求量會(huì)不斷上漲，必須有先進(jìn)的設(shè)備做支持，才能有效提升礦山開(kāi)采效率與質(zhì)量，以便滿足社會(huì)的發(fā)展需要。因此，應(yīng)及時(shí)對(duì)支護(hù)設(shè)備進(jìn)行更新，爭(zhēng)取國(guó)家在資金以及技術(shù)上的支持，并在內(nèi)部設(shè)立專項(xiàng)資金用于技術(shù)的研發(fā)與設(shè)備的改進(jìn)，從而豐富支護(hù)設(shè)備種類(lèi)，完善支護(hù)設(shè)備功能，使礦井內(nèi)部各種情況都有適應(yīng)的支護(hù)設(shè)備，有效處理各種環(huán)境與不穩(wěn)定的圍巖結(jié)構(gòu)。同時(shí)，礦山企業(yè)應(yīng)提升設(shè)備選型的科學(xué)性，支護(hù)設(shè)備的型號(hào)決定著其是否適用于支護(hù)處理?xiàng)l件，如果選型出現(xiàn)錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致支護(hù)處理中出現(xiàn)其他問(wèn)題，也不能保障支護(hù)的有效性。因此，大型斷面采用大型支護(hù)設(shè)備、小型斷面采用小型支護(hù)設(shè)備，保障設(shè)備與實(shí)際情況相適應(yīng)才能有效提升支護(hù)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，采礦產(chǎn)業(yè)也在不斷發(fā)展進(jìn)步。雖然礦山生產(chǎn)技術(shù)水平、產(chǎn)量不斷提高，但在掘進(jìn)支護(hù)等方面的工作中依然存在一些問(wèn)題，需要加強(qiáng)技術(shù)研究，提高支護(hù)水平，保證支護(hù)到位、作業(yè)安全，提高采礦生產(chǎn)效率，推進(jìn)采礦行業(yè)健康發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

楊曉東（1978- ），山西神池人，礦建助理工程師，主要從事煤礦安全生產(chǎn)管理工作。