煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)安全檢查與預(yù)防措施

劉文豪

摘要：煤礦開采并非是簡(jiǎn)單的采煤工作，涉及到諸多環(huán)節(jié)，是一項(xiàng)危險(xiǎn)性較大的專業(yè)工作。結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，我國(guó)對(duì)礦產(chǎn)資源開采力度不斷增強(qiáng)，逐漸進(jìn)入到深井作業(yè)階段，難度大大增加。為了使巷道掘進(jìn)能夠具有安全性，除了需要為巷道提供全面的支護(hù)結(jié)構(gòu)外，還要有效地對(duì)其支護(hù)進(jìn)行安全檢查，并采取相應(yīng)的有效措施來避免安全事故的發(fā)生。本文以支護(hù)結(jié)構(gòu)為目標(biāo)，對(duì)煤礦領(lǐng)域在我國(guó)目前的巷道掘作業(yè)，所采用的檢察措施和預(yù)防措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn);巷道支護(hù);安全檢查;預(yù)防措施

1 支護(hù)技術(shù)類型和原理

由于煤礦領(lǐng)域的井下掘進(jìn)工作中應(yīng)用了各種類型的巷道支護(hù)，各種支護(hù)技術(shù)中采用了不同的支護(hù)原理，主要有以下幾點(diǎn)表現(xiàn)：（1）錨桿支護(hù)技術(shù)。能夠從布置方式方面對(duì)煤礦巷道進(jìn)行優(yōu)化和改善，從產(chǎn)量和效益方面，對(duì)煤炭和經(jīng)濟(jì)進(jìn)行有效的提升。事實(shí)上，鋼支護(hù)技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)對(duì)支護(hù)構(gòu)件作用的發(fā)揮，就需要對(duì)錨固劑以及錨桿托盤等進(jìn)行借助，以此來使圍巖節(jié)理能夠保持完整。（2）砌碹支護(hù)技術(shù)。采用這一技術(shù)能夠使圍巖表面獲得良好的支護(hù)支持，大多應(yīng)用于較為特殊的巷道位置。這一技術(shù)需要較高質(zhì)量的支護(hù)材料，對(duì)普通水泥進(jìn)行了采用，以此來使抗壓強(qiáng)度比11.8MPa更高，混凝土中需要具有直徑小于20mm和小于50mm的石子粒和礦石沙，在采用料石進(jìn)行砌墻時(shí)，需要錯(cuò)開垂直縫。（3）棚式支護(hù)技術(shù)。煤礦企業(yè)在進(jìn)行井下掘進(jìn)的過程中，通過對(duì)棚式支護(hù)技術(shù)的采用，能夠在管棚工作室設(shè)計(jì)階段，計(jì)算保護(hù)巖柱厚度等施工階段，提供相應(yīng)的輔助。金屬是棚式支護(hù)技術(shù)最為主要的材料。

2 煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)安全檢查分析

2.1轉(zhuǎn)變受力情況

掘進(jìn)巷道開挖后，不可避免的會(huì)導(dǎo)致圍巖受力情況發(fā)生變化，圍巖垂直方向的約束力失去響應(yīng)，開始呈現(xiàn)三方向受力狀況。由于受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)化為巖層單軸壓應(yīng)力，有別于以往的結(jié)構(gòu)受力，圍巖抗壓強(qiáng)度大大下降，應(yīng)力朝著各部分區(qū)域分散，改變受力下導(dǎo)致各層荷載作用變化，甚至彎曲損壞。另外，對(duì)于側(cè)向變形問題的存在，不可避免導(dǎo)致巖層彎曲下沉，破壞圍巖層周邊結(jié)構(gòu)，誘發(fā)更加嚴(yán)重的安全事故，威脅人員作業(yè)安全。

2.2巷道空間保護(hù)掘進(jìn)

巷道過程中，選擇合理有效的巷道支護(hù)技術(shù)，便于預(yù)留足夠的開采空間，且減少圍巖崩塌幾率。巷道開挖前，巖層結(jié)構(gòu)始終處于均衡狀態(tài)，受力方向多樣，隨著巷道開挖活動(dòng)逐步開展，會(huì)打破巖層受力原本的平衡狀態(tài)，在外部荷載下傳輸?shù)酵獠繃鷰r結(jié)構(gòu)，用于抵御受力，實(shí)現(xiàn)巷道結(jié)構(gòu)有效保護(hù)。

2.3其他破壞特點(diǎn)

巷道掘進(jìn)中，頂板可能出現(xiàn)分層情況，圍巖強(qiáng)度較小區(qū)域，伴隨復(fù)合頂板破壞程度不斷加深，局部會(huì)出現(xiàn)剪切性受損，在梁端巖體上過分集中承載力，加劇片幫事故幾率。另外，薄弱巖層也可能受到頂板圍巖破壞不良影響，致使松動(dòng)區(qū)域逐步延伸，加快頂板下沉，所產(chǎn)生的沖擊力可能誘發(fā)嚴(yán)重的冒頂事故。

2.4巷道特性檢查

除了需要檢查煤礦掘進(jìn)巷道空間狀態(tài)和巖層受力情況之外，還需要針對(duì)巷道特性進(jìn)行檢查，對(duì)一些破壞性現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)分析。具體而言，巷道的特征檢查包括了對(duì)巷道頂板分層的檢查、頂板圍巖破壞性影響檢查兩種。對(duì)巷道頂板分層情況的檢查，則是選擇一些巷道圍巖低強(qiáng)度位置，檢查復(fù)合頂板的破壞是否產(chǎn)生了局部區(qū)段剪切性的巖石受損;并針對(duì)其可能造成承載應(yīng)力在梁端巖體過于集中而產(chǎn)生片幫事故的情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。而對(duì)頂板圍巖破壞性影響的檢查，則是考慮到煤礦的薄弱巖層會(huì)在頂板圍巖破壞的影響下，松動(dòng)區(qū)域會(huì)以緩慢的速度逐漸延伸，此時(shí)在逐漸加快的頂板下沉速度影響下，造成兩幫的沖擊力加大。

3 支護(hù)安全預(yù)防措施

3.1科學(xué)的選用支護(hù)方式

煤礦領(lǐng)域在應(yīng)用巷道支護(hù)技術(shù)時(shí)，要科學(xué)的對(duì)支護(hù)方式進(jìn)行選擇和應(yīng)用。而在選擇支護(hù)方式的過程中，需要根據(jù)相關(guān)要求，從地形以及環(huán)境方面對(duì)支護(hù)方式進(jìn)行考慮。因此，必須要根據(jù)相關(guān)情況，對(duì)巷道以及圍巖發(fā)展進(jìn)行分析，以此來有針對(duì)性地對(duì)相應(yīng)的支護(hù)方式進(jìn)行選擇。此外，在井下作業(yè)正式開始之前，所做的準(zhǔn)備工作必須要充分。如果需要增加圍巖強(qiáng)度，就可以對(duì)錨桿支護(hù)加以選擇;如果巷道具有較高的穩(wěn)定性，那么就可以對(duì)剛性支護(hù)加以選擇;如果巷道缺乏良好的穩(wěn)定性，那么就可以對(duì)伸縮支護(hù)加以選擇。煤礦領(lǐng)域只有靈活的選擇項(xiàng)到支護(hù)技術(shù)，才能夠使井下作業(yè)得到最大程度的安全保障。

3.2對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)工作的加強(qiáng)

煤礦領(lǐng)域在應(yīng)用巷道支護(hù)技術(shù)時(shí)，需要提前在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，為支護(hù)技術(shù)制定一系列科學(xué)的方案。而在現(xiàn)場(chǎng)通過對(duì)勘測(cè)工作的加強(qiáng)，能夠使?jié)撛谟谙锏朗┕がF(xiàn)場(chǎng)的隱患得到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并從特點(diǎn)和狀態(tài)方面做到對(duì)圍巖的精準(zhǔn)把握，對(duì)各種突發(fā)狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而具有針對(duì)性的對(duì)支護(hù)方案進(jìn)行制定，并實(shí)現(xiàn)對(duì)各種安全風(fēng)險(xiǎn)的消除。

3.3加強(qiáng)對(duì)支護(hù)設(shè)備的更新和維護(hù)

煤礦領(lǐng)域在應(yīng)用巷道支護(hù)技術(shù)時(shí)，需要從更新和維護(hù)方面對(duì)支護(hù)設(shè)備進(jìn)行加強(qiáng)，特別是在進(jìn)行更加深入的煤礦挖掘時(shí)，井下作業(yè)有著更高的危險(xiǎn)性和多變性。煤礦企業(yè)和相關(guān)的國(guó)家部門只有通過對(duì)科研力度的加強(qiáng)，對(duì)支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新，才能夠?yàn)槊旱V領(lǐng)域提供更加先進(jìn)的巷道支護(hù)技術(shù)，使煤礦企業(yè)的發(fā)展能夠具有可持續(xù)性。然而由于煤礦領(lǐng)域的巷道技術(shù)具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，因此煤礦領(lǐng)域無(wú)法直接將大部分新型的研究成果，直接應(yīng)用到實(shí)際的巷道支護(hù)技術(shù)中。此外，由于煤礦領(lǐng)域缺乏先進(jìn)的巷道支護(hù)設(shè)備，因此也無(wú)法對(duì)研究成果進(jìn)行良好的普及和應(yīng)用。但要實(shí)現(xiàn)對(duì)這一問題的改善，負(fù)責(zé)管理煤礦領(lǐng)域的部門就需要對(duì)更新和維護(hù)工作，給巷道支護(hù)帶來的意義引起關(guān)注，并對(duì)支護(hù)設(shè)備進(jìn)行更強(qiáng)有力的更新和維護(hù)。

3.4 超循環(huán)作業(yè)預(yù)警系統(tǒng)

煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)作業(yè)中，在安全檢查基礎(chǔ)上，也要注重現(xiàn)代化技術(shù)引進(jìn)應(yīng)用，創(chuàng)設(shè)超循環(huán)作業(yè)預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)作業(yè)全過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。掘進(jìn)機(jī)每次掘進(jìn)作業(yè)中，監(jiān)測(cè)掘進(jìn)安全距離，超出標(biāo)準(zhǔn)第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警信號(hào)。系統(tǒng)包括聲光報(bào)警器、無(wú)線信號(hào)收發(fā)器、無(wú)線攝像機(jī)、后臺(tái)軟件服務(wù)系統(tǒng)等。使用無(wú)線攝像機(jī)，可以對(duì)巷道掘進(jìn)作業(yè)過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，錄制視頻，使用專門的軟件記錄下掘進(jìn)機(jī)行進(jìn)距離，計(jì)算得到實(shí)際掘進(jìn)距離。通過此種方式，可以了解掘進(jìn)機(jī)具體掘進(jìn)距離，超過預(yù)設(shè)安全循環(huán)距離即超循環(huán)作業(yè)。在現(xiàn)代化信息技術(shù)支持下，發(fā)出聲音光預(yù)警信號(hào)，上傳到調(diào)度中心記錄和分析，指導(dǎo)相關(guān)人員及時(shí)改進(jìn)安全問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在煤礦掘進(jìn)開采期間，由于機(jī)械設(shè)備較多，作業(yè)期間會(huì)對(duì)煤層產(chǎn)生擾動(dòng)影響，威脅到煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，嚴(yán)重情況下會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故，阻礙開采活動(dòng)安全有序進(jìn)行。對(duì)此，應(yīng)選擇合適的煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)方式，預(yù)先分析潛在安全隱患，做好全過程防控工作，盡可能降低安全事故發(fā)生的幾率，維護(hù)作業(yè)人員人身安全。煤礦掘進(jìn)開挖期間，需要運(yùn)用到類型多樣的機(jī)械設(shè)備，作業(yè)期間會(huì)對(duì)煤層產(chǎn)生擾動(dòng)影響，威脅到煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，嚴(yán)重情況下會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的安全事故，阻礙開采活動(dòng)安全有序進(jìn)行。對(duì)于此，需要采礦單位提升掘進(jìn)巷道支護(hù)重視程度，做好安全檢查工作，選擇有效的預(yù)防措施，及時(shí)消除和防控安全事故，維護(hù)掘進(jìn)作業(yè)全過程安全，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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