煤礦井下巷道掘進中的安全問題

（冀中能源股份有限公司邢臺礦掘進一隊，河北 邢臺 054000）

一、引言

中國大部分煤礦煤層埋藏深度比較大，需要采用井工方式進行開采。在煤礦井工開采時，需要開掘大量的巷道來服務(wù)于煤礦生產(chǎn)。由于中國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，在巷道掘進過程中很容易發(fā)生掘進安全事故。因此，需要重視煤礦巷道掘進中的安全問題并予以解決。巷道掘進中的安全問題與破、裝、運、支等施工工序中的安全問題密切相關(guān)，而在鉆爆法施工、巷道支護及頂板管理等方面問題更為嚴峻。每一道工序出現(xiàn)問題，都可能會引發(fā)巷道掘進安全事故。本文對巷道掘進施工工藝流程中存在的問題進行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了一些改進措施，以期減少掘進過程中安全事故的發(fā)生。

二、巷道掘進中安全問題分析

（一）監(jiān)管力度較差

大部分煤礦企業(yè)為保障井下巷道掘進作業(yè)的安全開展，會出臺相應(yīng)的監(jiān)管制度和規(guī)定，但是在具體落實期間，其監(jiān)管制度和政策仍滯留于表面形式，體現(xiàn)出執(zhí)行力不足、針對性不強、實際效用無法發(fā)揮等現(xiàn)象。此外，部分煤礦企業(yè)所頒發(fā)的一系列監(jiān)管手段，其中大部分僅是在以往管理模式中進行管理手段的優(yōu)化，所以其監(jiān)管力度無法滿足井下作業(yè)的實際開展，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生頻率未得到有效縮減。2017 年、2018 年和2019 年全國煤礦事故發(fā)生次數(shù)分別為219起、224起和170起，事故發(fā)生頻率沒有明顯降低；死亡人數(shù)分別為375人、333 人和316 人，死亡人數(shù)繼續(xù)下降，但降幅較2017 年之前明顯放緩，安全機制有待進一步完善。

（二）煤礦巷道支護技術(shù)中的安全問題

地下煤礦在我國煤礦中屬于比較常見的一種，因此，要想將煤塊從地下運出，就需要用到人工開挖巷道的方法。然而，因應(yīng)力作用給支護作業(yè)帶來風(fēng)險是煤礦井下巷道支護技術(shù)中常見的問題，對于地質(zhì)條件相對較差的地區(qū)來說，巷道的掘進速度也會相應(yīng)降低，甚至還會被迫改變施工工藝。在開展煤礦巷道掘進作業(yè)的過程中，常需要用到錨噴和爆破相結(jié)合的技術(shù)，爆破則需要準確確定炮眼的位置，這些工作都需要用人工的方法來予以落實，在精確度到達不了100%的前提下，這些細微的因素都會對錨噴支護質(zhì)量產(chǎn)生影響，對于錨噴支護而言，光面爆破是該項作業(yè)的基礎(chǔ)以及前提，但是這種控制技術(shù)對爆破參數(shù)以及現(xiàn)場操作要求極高，適應(yīng)了機械化操作的礦工很難滿足人工爆破需求。

（三）頂板管理中的安全問題

對于生產(chǎn)巷道的頂板，需要采用一些永久性支護措施，主要為實施錨桿支護、聯(lián)合支護等。在支護時需考慮巷道圍巖的應(yīng)力情況及圍巖的完整性。即使是支護后的巷道頂板，也存在很多安全問題?，F(xiàn)在很多巷道在支護時采用的是錨桿支護，但錨桿支護很多參數(shù)的設(shè)定都采用的是工程類比法，很難保證支護巷道的可靠性，加之主動支護自身存在的“隱蔽性”，如果沒有可靠的動態(tài)監(jiān)測手段，很難確定錨桿是否處于有效的工作狀態(tài)。此外，巷道還可能受到動壓的影響，受到動壓影響后會加劇巷道的變形，長時間作用下會導(dǎo)致巷道突然破壞，這種情況增加了巷道支護的難度。

三、改善巷道掘進的安全措施

（一）合理選擇掘進工藝

掘進工藝對于巷道的快速安全掘進有重要的影響。在設(shè)計巷道時，設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合礦井實際地質(zhì)情況，合理確定包含支護參數(shù)和輔助運輸在內(nèi)的掘進方案。掘進模式多樣化在某種程度上也有助于礦井生產(chǎn)效益的提升，針對同一礦井、不同地質(zhì)情況的掘進工作面，可靈活選擇最適宜的掘進工藝，以確保各個掘進頭面的進尺效率，提升整個礦井的生產(chǎn)效益。例如在掘進斷層多巖石硬度大，巖巷段較多的巷道時宜采用截割能力更強的懸臂式掘進機，而在地質(zhì)條件簡單的厚煤層掘進巷道時采用連采機則更能快速高效地掘進。

（二）完善頂板管理

在巷道掘進過程中，頂板管理的關(guān)鍵措施是對頂板進行加強支護和及時支護，控制頂板的變形。在加強支護時，應(yīng)該選擇一些主動支護方式，通常采用液壓支柱或加密錨索。主動支護能有效地控制巷道頂板的變形，但是可能會破壞頂板，這就需要確定合適的主動支護力。頂板的完整性和穩(wěn)定性是影響巷道掘進施工的首要因素，這就要求掘進時嚴格控制巷道的空頂距，及時支護。為了保證巷道頂板的完整性，需要使用一些先進的施工設(shè)備來減弱對頂板的沖擊。總的來說，要想從根本上使巷道趨于穩(wěn)定，就要在最短的時間內(nèi)對巷道進行永久支護。只有準確無誤地實施頂板支護，才能保障安全事故不再發(fā)生，保證巷道施工的順利進行。

（三）煤礦巷道支護技術(shù)的完善措施

不管是煤巖的破碎還是巷道的支護，都需要注重巖石的性能，立足于巖石周圍的性質(zhì)來達到降低施工過程中遇到問題的幾率。在落實掘進工作的過程中，巷道的參數(shù)隨時發(fā)生這改變，應(yīng)該及時搜集相關(guān)資料并加強巖性探測，并且控制參數(shù)在合理的范圍內(nèi)，從而有效確保巷道的安全。支護設(shè)計工作同樣也很關(guān)鍵，運用一定的設(shè)計思路，選擇合理的設(shè)計方法，是強化支護作業(yè)承載力的關(guān)鍵。在煤礦開采的過程中，巷道的布置經(jīng)常會隨地質(zhì)條件變化發(fā)生改變，因此，在落實掘進工作的時候要格外注意，通常情況下，需要選擇具有較好柔韌性的結(jié)構(gòu)，從而有效控制掘進變形現(xiàn)象。一般而言，主要將木支架用在斷面不大、地壓小并且服務(wù)年限不長的掘進工作中的臨時支護或者采區(qū)，在地壓不穩(wěn)定、地壓大并且圍巖變形比較大的巷道中，需要用到U 形剛可塑性金屬拱形支架，或者延伸率更高的錨桿、錨索聯(lián)合支護。

四、結(jié)束語

綜上所述，作為煤礦井下作業(yè)中的重要組成，巷道掘進作業(yè)能否安全開展關(guān)乎到企業(yè)井下作業(yè)的安全性，甚至影響到煤礦企業(yè)煤炭生產(chǎn)效率。鑒于此，煤礦企業(yè)應(yīng)強化對巷道掘進作業(yè)的安全管理，基于對當(dāng)前巷道掘進作業(yè)存在問題，提出科學(xué)安全管理優(yōu)化措施來降低掘進施工安全事故的出現(xiàn)幾率，為后續(xù)煤炭資源生產(chǎn)作業(yè)的安全開展提供保障。