探討煤礦掘進支護中存在問題及應對措施

高喜龍 趙強

摘要：近些年來我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度迅猛，對能源的需求大幅度提高，在這樣的時代背景之下，煤礦企業(yè)的發(fā)展前景空前廣闊。我國國土資源遼闊，煤炭資源的儲量十分豐富，這就推動著我國煤礦開采領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，各種新型技術(shù)層出不窮，雖然我國已經(jīng)擁有了較為完善的煤礦開采技術(shù)體系，但是?仍然存在著些許問題，尤其是隨著開采的環(huán)境日益惡劣，開采的工作效率和開采過程中的安全問題備受社會各界的廣泛關(guān)注，本文主要針對煤礦掘進支護?技術(shù)展開分析，提出掘進之后面臨的弊端，并且提出相關(guān)的優(yōu)化措施，希望能夠為我國煤炭掘進支護技術(shù)應用體系的發(fā)展貢獻一份力量。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進支護;問題與優(yōu)化措施;煤炭領(lǐng)域發(fā)展

一、煤礦掘進支護背景分析

就我國目前的煤礦掘進支護技術(shù)應用現(xiàn)狀進行分析，不難發(fā)現(xiàn)，仍然 是以傳統(tǒng)的應用體系為主，普遍的施工方法就是錨噴或者使用錨桿進行決 定的支護。另外進行打孔支護方法也是傳統(tǒng)的施工技術(shù)之一，主要是依助 于人工和氣動式鉆孔機完成相應的施工工作，這種施工方法雖然做出了許 多突出的貢獻，但是就其生產(chǎn)效率來看，有著一定的落后性，而且在進行 煤礦掘進的過程中，由于錨桿會對山體造成一定的破壞，使山體原有的結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定性大幅度下降，一旦出現(xiàn)地球運動，山體必然會出現(xiàn)坍塌沉降現(xiàn)象，進而使得煤礦的周圍巖層發(fā)生位移，很容易出現(xiàn)安全隱患。所以設(shè)置臨時 防護措施至關(guān)重要，可以設(shè)置臨時防護措施體系，然后再加之一個永久性 的支護設(shè)備，這樣就能夠保證整個地下礦井的安全性和穩(wěn)定性。在設(shè)置臨 時的支護體系的時候，要限制地下礦井的形變數(shù)量和位移量減小斷層斷裂 問題實現(xiàn)，有效控制其次臨時支護措施，還要防止頂板掉落碎石造成安全 問題，保障施工作業(yè)人員的生命安全。可以說現(xiàn)階段的煤礦掘進技術(shù)都忽 略了臨時支護措施的重要性，也沒有綜合性對煤礦礦井的形變進行分析和 考量，整個礦井的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計不過關(guān)，缺少臨時防護的方案。這也與 大部分管理人員認為臨時防護措施不重要，沒有認識到其重要意義有著直 接的關(guān)系，大部分的臨時防護措施都是面子工程，為了應付領(lǐng)導檢查和政 府檢查，根本無法在發(fā)生問題時起到起重要作用，這也是誘發(fā)諸多礦井事 故的誘因。

二、煤礦掘進支護面臨的問題

2.1 煤礦巷道處理

近些年來我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度迅猛，推動著各行各業(yè)的優(yōu)化與改革，社會各界對能源的需求與日俱增，就要求煤礦開采企業(yè)的生產(chǎn)效率不斷提 高。只有煤礦開采技術(shù)進行優(yōu)化推動著開采效率的穩(wěn)步提升，才能夠滿足 社會各界發(fā)展的需求，工作人員在進行技術(shù)優(yōu)化的過程中，必須著重對煤 礦的巷道進行主要的優(yōu)化?，F(xiàn)階段所采用的煤礦巷道處理方法，仍然是以 傳統(tǒng)的截面方法為主，需要應用新型巷道，矩形截面進行代替，這樣才能夠 進一步的提高開采的效率，同時還能夠為后續(xù)巷道支護以及巖石層管控打下 堅實的基礎(chǔ)。矩形截面能夠提供更加開放的工作面，能夠滿足大型機械的施 工作業(yè)面需求，但是巷道截面仍需要進一步的處理和優(yōu)化，例如整個巷道截 面需要保證較為良好的通風性，通風系統(tǒng)的優(yōu)化仍然存在一定的問題?？梢?利用大型的送風設(shè)備，保證地下巷道的通風性和良好的工作環(huán)境，不會因為 粉塵或者是開采過程中伴生的其他氣體對工作人員的生命健康造成影響，另 一方面可以采用大型的運輸設(shè)備和輔助設(shè)備進行輸送，這樣能夠保證開采出 來的煤礦第一時間的運輸出去。最后進行巷道截面的支護，工作效率也更加 的高效，保證支護體系的工作質(zhì)量，避免后續(xù)出現(xiàn)坍塌問題。

2.2 機械化水平不足

雖然近些年來，我國煤炭領(lǐng)域取得了許多舉世矚目的成就，但是其煤 礦開采掘進的技術(shù)機械化水平，據(jù)西方國家來說仍有一定的差距，現(xiàn)階段 正處于機械設(shè)備利用率較低的現(xiàn)狀，仍然采用傳統(tǒng)的挖掘技術(shù)，進行以炮 采工藝為主。而煤炭巷道的開采單單是利用懸臂式機械手臂進行操作，以 人工為主要的生產(chǎn)力量，人工掛網(wǎng)。這就導致施工的效率遲遲無法提高，而在臨時支護的過程中，工作人員需要在空頂?shù)奈恢瞄_始施工，攜帶大量 的設(shè)備，而且整個安裝過程都是由施工人員進行高空作業(yè)，這樣才能夠完 成整個臨時支護施工工序。機械化水平不足，導致在臨時支設(shè)防護設(shè)施的 時候，浪費了大量的時間，導致整個工期受到了影響。但是臨時支護工藝 是保障全體工作人員生命的重要力量，所以不得忽視。

三、煤礦掘進支護問題研究方案

3.1 合理應用吊環(huán)式前探梁技術(shù)

在進行煤礦開采掘進的過程中，合理的進行煤礦開采方案的設(shè)計以及 臨時支護方案的設(shè)計，對于整個施工過程來說至關(guān)重要，它是保證所有工 序穩(wěn)定開展的重中之重煤礦巷道可以采用吊環(huán)式前探梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進 行施工。在前探梁的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上進行優(yōu)化設(shè)計，首先要選擇材料質(zhì)量過 關(guān)的相關(guān)材料，工字鋼鋼材的選擇必須按照國家相關(guān)規(guī)范的要求進行操作 執(zhí)行，一般要求鋼材的長度大于 3 米，這樣才能夠保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 和內(nèi)部應力需求，同時還要對前探梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行設(shè)計，采用吊環(huán)進 行穩(wěn)步施工。根據(jù)前探梁的位置進行數(shù)據(jù)分析，要求前探梁和巷道的中軸 線處于同一直線之上。

3.2 合理應用錨噴混凝土技術(shù)

在進行煤礦巷道掘進的過程中，極容易出現(xiàn)巖石層膨脹或者是坍塌的 問題，這就需要對整個巷道的周圍進行良好的支護，這樣才能夠有效避免 后續(xù)出現(xiàn)安全問題。首先需要將頂梁和隔板的距離縮短，這樣才能夠在發(fā) 生問題的時候有著及時的反應時間，還應該遵守一個敲邦問頂原則。主要 指的是在進行掘進的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)存在活動的巖石，就需要將這些活 動的巖石及時的清理干凈，然后再在其表面設(shè)置臨時的防護支撐，例如搭 接鋼絲網(wǎng)片后利用錨噴技術(shù)噴射混凝土形成一個穩(wěn)固平整的平面，這樣即 便是內(nèi)部土層出現(xiàn)活動，也不會出現(xiàn)滑坡坍塌的現(xiàn)象。還可以根據(jù)周圍巖 層的環(huán)境質(zhì)量進行二次加固，每次混凝土噴射的厚度要保持在 3 公分到 5 公分之間，能夠?qū)崿F(xiàn)保護巖層和封閉巖層的作用。最后在施工人員安裝為 相關(guān)的支護工具之后，還需要再一次錨噴混凝土。

3.3 應用單體支柱

煤礦礦井開采時，如果遇到大型的礦井，所選擇吊環(huán)是前探梁的方案 至關(guān)重要。上文已經(jīng)提及該梁的長度一般要大于三米，同時還需要采用單 體支柱進行配合，作為前探梁的支架而完善設(shè)計方案。需要采用外注式的 單體液壓支柱，作為整個體系的支撐，每一根前探梁的下方都需要利用三 根單體液壓支柱作為支撐，才能夠保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。然后還要遵循 敲邦問頂原則。檢查頂部四周的巖石是否出現(xiàn)松動活動的現(xiàn)象，如果有，則需要將整個前探梁向前或者向后稍微偏移，當然偏移的幅度要在規(guī)定允 許的范圍之內(nèi)。

3.4 單體液壓支柱與鉸接頂梁配合

整個礦井巷道的支護體系還可以采用單體液壓柱和鉸接頂梁相配合的 工作原理進行設(shè)計，當然這些結(jié)構(gòu)設(shè)計所選擇的金屬必須是國家規(guī)定允許 的特殊型號金屬，并且在進行排布的時候相互位置要在一米左右，單體液 壓柱的間距也應在一米左右。除此以外，對柱子的位置也有相關(guān)的設(shè)計要 求，需要盡可能的安裝在頂梁的中心位置，還可以在周圍設(shè)置一些臨時支 柱，方便后續(xù)支護體系的架設(shè)，也防止因漏頂導致施工困難。

四、結(jié)束語

綜上所述，我國目前的煤礦掘進支護技術(shù)仍然存在一些問題，需要進 行進一步的優(yōu)化與升級，只有這樣才能夠在保證開采安全和穩(wěn)定的前提下，提高煤礦開采的效率。

參考文獻：

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