巷道掘進(jìn)支護(hù)中常見(jiàn)問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施分析

張洪銘

（神東監(jiān)理有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017200）

引言

目前，隨著綜采工藝的發(fā)展，工作面推進(jìn)的速度越來(lái)越快，這對(duì)工作面的準(zhǔn)備提出了更高的要求。從中國(guó)大多數(shù)煤礦的掘進(jìn)狀況來(lái)看，掘進(jìn)速度跟不上工作面回采速度，引發(fā)了采掘接替緊張問(wèn)題。采掘接替緊張問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響礦井生產(chǎn)效率。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)煤礦巷道的快速掘進(jìn)。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，制約巷道掘進(jìn)速度的因素有很多，例如掘進(jìn)工藝、支護(hù)方式等。

一、現(xiàn)存常見(jiàn)問(wèn)題

（一）煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)問(wèn)題

施工人員的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)決定著煤礦開(kāi)采的安全性，在技術(shù)相對(duì)較為落后的情況下，容易導(dǎo)致沒(méi)有辦法預(yù)防安全事故以及解決突發(fā)情況。由于礦井的形態(tài)具有多樣性，采用的掘進(jìn)技術(shù)方法有限，導(dǎo)致在復(fù)雜的地形地勢(shì)中無(wú)法真正得到保障。

（二）煤礦掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備問(wèn)題

由于我國(guó)的煤礦企業(yè)的大小規(guī)模不同，且地形環(huán)境原因，開(kāi)采的數(shù)量也有所不同，并且在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)各中小企業(yè)內(nèi)部資金分布不均的情況，因此對(duì)于設(shè)備的需求量也有所不同，落后的設(shè)備影響開(kāi)采的效率，容易導(dǎo)致時(shí)間資源的浪費(fèi)以及增大事故發(fā)生的幾率。若是煤礦企業(yè)依舊采用傳統(tǒng)單一的落后設(shè)備，不及時(shí)進(jìn)行更新，在運(yùn)用于地下開(kāi)采的過(guò)程中也會(huì)降低效率，無(wú)法滿足復(fù)雜的井下開(kāi)采環(huán)境。

（三）煤礦掘進(jìn)支護(hù)方法問(wèn)題

在井下煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，掘進(jìn)支護(hù)方法問(wèn)題在一定程度上限制了發(fā)展。巷道掘進(jìn)支護(hù)是一種較為常見(jiàn)并廣為運(yùn)用的方法，沿空巷道等復(fù)雜的地形情況需要解決好，否則容易出現(xiàn)底板鼓起等問(wèn)題。

（四）煤礦掘進(jìn)支護(hù)理念問(wèn)題

在我國(guó)煤礦開(kāi)采的進(jìn)程中，掘進(jìn)支護(hù)措施是必不可少的，它決定著開(kāi)采工作能否順利實(shí)施?；诖?，通過(guò)外界加固方法來(lái)支撐地下環(huán)境的一個(gè)穩(wěn)定性，讓巖層結(jié)構(gòu)和應(yīng)力平衡不被破壞，如此減少容易坍塌等開(kāi)采環(huán)境不穩(wěn)定的問(wèn)題。但由于目前企業(yè)為了減少開(kāi)采成本，或者是不愿意學(xué)習(xí)先進(jìn)的支護(hù)理念，在重視度不足的情況下，阻礙了煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，加大了井下開(kāi)采安全問(wèn)題發(fā)生。

（五）煤礦巷道存在安全隱患

在整個(gè)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，掘進(jìn)支護(hù)是一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，主要是利用錨桿等工作來(lái)對(duì)煤礦巷道周圍的巖石形成支護(hù)效果，從而確保巷道整體穩(wěn)定性的提升。近些年來(lái)，我國(guó)煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)取得了較為快速的發(fā)展，安全性能也在不斷提升。但是，就當(dāng)前煤礦施工現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)還存在較多的安全隱患。其中，較為典型的問(wèn)題就是煤礦巷道已經(jīng)逐漸從巖巷向煤巷道進(jìn)行轉(zhuǎn)變，這種情況有效降低了煤礦開(kāi)采的難度，并且還提高了煤礦開(kāi)采整體水平。這一問(wèn)題會(huì)具體表現(xiàn)在煤礦巷道斷面的轉(zhuǎn)變上，主要由拱形變?yōu)榘踩禂?shù)更高的矩形，這不僅可以提高煤礦開(kāi)采工人的挖掘效率，而且還可以提高斷面的使用價(jià)值，從而確保巷道可以滿足多功能的需求。但是，在轉(zhuǎn)變過(guò)程中也出現(xiàn)了其他問(wèn)題，主要體現(xiàn)在對(duì)支護(hù)材料要求更高這一點(diǎn)上，也就是說(shuō)，有部分企業(yè)就會(huì)因?yàn)橄胍?jié)約成本而使用一些質(zhì)量中等的鋼質(zhì)材料，從而給煤礦巷道的安全性產(chǎn)生威脅，另外工人生命安全也會(huì)受到威脅。同時(shí)，這一安全系數(shù)的提升還會(huì)伴隨著煤礦巷道的增加而相應(yīng)增加，甚至還會(huì)出現(xiàn)成倍放大的現(xiàn)象。

二、煤礦掘進(jìn)支護(hù)進(jìn)行的重要意義

對(duì)于支護(hù)技術(shù)而言，主要是在采掘過(guò)程中確保頂板安全性而采取的措施，這不僅關(guān)系到煤礦工作整體的安全度和效率性，也可以推動(dòng)煤礦開(kāi)采整體機(jī)械化水平的提高。因此，這項(xiàng)技術(shù)在井下采掘生產(chǎn)中有著重要的地位。就當(dāng)前我國(guó)煤礦企業(yè)的發(fā)展情況來(lái)說(shuō)，確保煤礦生產(chǎn)中工作人員的安全性是首要問(wèn)題，而且對(duì)掘進(jìn)支護(hù)進(jìn)行必要的資金投入以及建設(shè)也是關(guān)系安全生產(chǎn)的重要方面，對(duì)近些年來(lái)煤礦企業(yè)的整體發(fā)展有著積極的效果。在生產(chǎn)過(guò)程中，很多煤礦企業(yè)都以追求經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，因此就會(huì)忽略安全防護(hù)的重要性，甚至還會(huì)出現(xiàn)礦難的情況。因此，就需要做好礦井的安全防護(hù)措施，避免產(chǎn)生其他安全隱患。而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)主要是以做好礦井的安全防護(hù)為前提，之后就可以采取礦井支護(hù)技術(shù)預(yù)防安全隱患的發(fā)生。另外，在之后煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，也需要根據(jù)實(shí)際情況因地制宜選擇更加合理的煤礦支護(hù)技術(shù)，減少井下礦井事故的發(fā)生率，同時(shí)這也是確保進(jìn)行安全作業(yè)的重要手段。

三、針對(duì)我國(guó)煤礦掘進(jìn)支護(hù)中存在的問(wèn)題所采取的措施

（一）強(qiáng)化煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的聯(lián)合使用

在具體煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，還需要進(jìn)一步結(jié)合煤礦掘進(jìn)工作面圍巖的類型以及相應(yīng)巷道所表現(xiàn)出的形態(tài)，來(lái)選擇支護(hù)技術(shù)，并且確保整體的科學(xué)性。之后還需要在采取聯(lián)合支護(hù)方式的過(guò)程中，重視周邊圍巖的安全性和穩(wěn)定性。例如，當(dāng)矩形斷面進(jìn)行支護(hù)過(guò)程中，就需要選擇科學(xué)的錨桿支護(hù)以及錨索支護(hù)，并且還需要把錨桿插入到預(yù)先完成的圍巖鉆孔中，從而利用錨索對(duì)周圍巖層結(jié)構(gòu)形成上移的效果。在之后的工作過(guò)程中，還需要將錨索支護(hù)以及錨桿支護(hù)進(jìn)行聯(lián)合使用，從而確保整體掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行提升，避免出現(xiàn)其他安全隱患。大多數(shù)企業(yè)為了謀取利益都會(huì)在采礦過(guò)程中減少掘進(jìn)支護(hù)措施這一方面的投入，因此就會(huì)給之后煤礦的安全生產(chǎn)帶來(lái)一定的安全隱患，從而影響到煤礦開(kāi)采的進(jìn)程。

（二）吊環(huán)式前探梁加固

對(duì)于傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，很多情況都是缺乏前探梁而出現(xiàn)支架支撐不足的問(wèn)題，因此整體穩(wěn)定性較差，就會(huì)對(duì)工作人員的生命安全產(chǎn)生威脅。對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，可以通過(guò)在前探梁支架上增加三根吊環(huán)的方式來(lái)提高吊環(huán)的強(qiáng)度，并且還可以對(duì)整個(gè)支護(hù)工程形成校正效果，從而整體提高前探梁的穩(wěn)定度。除此之外，還可以通過(guò)利用若干木楔以及方木的方式來(lái)對(duì)前探梁形成加固的效果，確保整體支護(hù)效果更加穩(wěn)定。

（三）嘗試應(yīng)用吊環(huán)式前探梁

盡管煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在多年的井下施工工作中得到了較好的提升，仍需要針對(duì)煤礦掘進(jìn)支護(hù)中技術(shù)革新來(lái)解決問(wèn)題，提高煤礦開(kāi)采效率，減少人員傷亡等問(wèn)題。基于此，可以通過(guò)嘗試應(yīng)用吊環(huán)式前探梁解決問(wèn)題。在這一過(guò)程中，工作人員需要先判斷地下情況是否較為復(fù)雜，若是相對(duì)簡(jiǎn)單，則是可以采用此種措施，在一定程度上能夠避開(kāi)不穩(wěn)定的井下開(kāi)采因素。第一，先拿出三根吊掛前探梁支架，它主要是用于臨時(shí)支護(hù)，讓井下環(huán)境不被開(kāi)采時(shí)影響并發(fā)生波動(dòng)。第二，需要采用礦用工字鋼前探梁并將吊環(huán)制作并固定好，構(gòu)木可以用于前探梁的上方。

（四）在吊鏈的時(shí)候采用前探梁

三根吊掛的前探梁支架有助于在煤礦井下開(kāi)采時(shí)起到一個(gè)穩(wěn)定性作用，基于此，在材料的選用中，首先用吊環(huán)固定住π 型的鋼制作，前探梁需要注意超前支護(hù)和兩幫的距離以及和迎頭端面的距離都有規(guī)定的。除此之外，在針對(duì)前探梁往前移動(dòng)的工作時(shí)需要先進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，否則容易出現(xiàn)其他影響。在施工的過(guò)程中，運(yùn)用前探梁出現(xiàn)一些特殊情況時(shí)，還需要人工進(jìn)行額外加固。

（五）多元選擇掘進(jìn)支護(hù)方案方法

在煤礦開(kāi)采的施工執(zhí)行過(guò)程中，運(yùn)用多元化的掘進(jìn)支護(hù)方案有助于工程順利實(shí)施?；诖耍说醐h(huán)式前探梁支護(hù)外，還可以采用初噴混凝土工藝等，以此來(lái)解決復(fù)雜的地勢(shì)環(huán)境中煤礦開(kāi)采的問(wèn)題，高效解決施工低效率以及容易出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)等情況，不僅提高了開(kāi)采效率，還減輕工作人員的傷亡幾率。

（六）單體液壓支柱頂梁支護(hù)在掘進(jìn)支護(hù)過(guò)程中的應(yīng)用

在具體巷道掘進(jìn)施工過(guò)程中，還需要在巷道上方大約1m 左右的地方增加鉸接梁，主要是由單體液壓支柱形成支撐，并且還會(huì)將單體液壓支柱之間的距離進(jìn)行相應(yīng)的控制，大多集中在1.2m 左右。那么，在之后進(jìn)行放炮作業(yè)過(guò)程中，還需要用水平銷進(jìn)行加固，之后再利用單體液壓進(jìn)行支撐，從而對(duì)鉸接梁進(jìn)行固定，確保巷道整體具備較強(qiáng)的支撐力，也可以達(dá)到確保井下采礦工作人員生命安全的目標(biāo)。

四、提高巷道掘進(jìn)速度的措施分析

（一）合理選擇巷道位置

為了盡可能地提高巷道掘進(jìn)速度，要合理地選擇巷道位置。若巷道布置的位置不當(dāng)，不僅不能提高巷道掘進(jìn)速度，還可能造成大量返工，影響施工進(jìn)度。在選擇巷道的位置時(shí)，要做好以下幾方面：1.巷道掘進(jìn)區(qū)域要避開(kāi)一些地質(zhì)構(gòu)造，例如斷層、陷落柱等，以減少施工過(guò)程中安全支護(hù)所消耗的時(shí)間；2.巷道要避免穿過(guò)含水層，在穿過(guò)含水層時(shí)，需要采取大量的安全措施，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度；3.巷道布置在穩(wěn)定的巖層，在布置巷道時(shí)要充分考慮周圍已存在巷道的影響及巖層巖性的影響，若巷道掘進(jìn)穿過(guò)其他巷道的影響區(qū)，則需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行加強(qiáng)[1]。

（二）提高煤巷的掘進(jìn)比例

為了盡可能提高巷道掘進(jìn)速度，要盡量沿煤層走向掘進(jìn)巷道，并要多掘煤巷。巖巷的掘進(jìn)難度大，效率低。除了大巷以外，其他巷道多屬于煤巷。煤巷掘進(jìn)效率高，并且可以盡早地出煤。更為關(guān)鍵的是，煤巷的支護(hù)比較簡(jiǎn)單，便于施工，采用簡(jiǎn)單的臨時(shí)支護(hù)方式即可[2]。

（三）選擇合適的巷道支護(hù)方式

選擇合適的巷道支護(hù)方式是提高巷道掘進(jìn)速度的前提?？紤]到煤礦掘進(jìn)的多為回采巷道，服務(wù)年限短，應(yīng)盡可能地采用臨時(shí)支護(hù)方式，例如架棚支護(hù)、工字鋼支護(hù)等。傳統(tǒng)的臨時(shí)支護(hù)需要消耗大量的材料，而且運(yùn)輸這些材料時(shí)需要消耗大量的時(shí)間。為此，為了提高巷道支護(hù)速度，可采用錨桿支護(hù)來(lái)對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)?，F(xiàn)在配備的掘錨一體機(jī)，可以輕松實(shí)現(xiàn)巷道的掘進(jìn)和支護(hù)一體化作業(yè)，極大地提高了巷道掘進(jìn)速度[3]。

（四）優(yōu)化巷道施工管理

掘進(jìn)工作面面臨的主要問(wèn)題是現(xiàn)場(chǎng)比較混亂，很容易出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。為此，必須優(yōu)化巷道的施工管理。具體應(yīng)做好以下幾方面：1.對(duì)工人進(jìn)行合理分配。雖然在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，掘進(jìn)和支護(hù)工序存在一定的交叉，但也需要根據(jù)任務(wù)量進(jìn)行合理的人員分配。2.做好時(shí)間統(tǒng)計(jì)工作。每天要對(duì)每個(gè)工序的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，還要統(tǒng)計(jì)每個(gè)工序的人次，從而找到最耗時(shí)的工序。3.加強(qiáng)工人的團(tuán)體協(xié)作意識(shí)。作業(yè)過(guò)程中，多道工序存在各種交叉，需要工人協(xié)作完成，故要求工人要有團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。此外，還應(yīng)對(duì)職工進(jìn)行安全培訓(xùn)，避免掘進(jìn)過(guò)程中安全事故的發(fā)生。隨著煤礦巷道掘進(jìn)施工外包的出現(xiàn)，掘進(jìn)過(guò)程中發(fā)生安全事故的頻率大大增加。要使職工熟悉掌握掘進(jìn)工程中自己的職責(zé)，并能按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，熟悉掘進(jìn)工程中每一道工序及要求，以便能相互配合，順利施工[4]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，煤炭作為我國(guó)重要的礦產(chǎn)資源，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。并且，在實(shí)際煤礦開(kāi)采過(guò)程中，掘進(jìn)工作面的支護(hù)情況也是影響開(kāi)采效率的重要因素，并且是關(guān)系煤礦生產(chǎn)過(guò)程中安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這種情況下，就需要加強(qiáng)對(duì)煤礦掘進(jìn)支護(hù)這一環(huán)節(jié)中的問(wèn)題進(jìn)行研究，從而明確煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的使用條件，制定出更加科學(xué)、合理的應(yīng)對(duì)方法，整體提高掘進(jìn)支護(hù)質(zhì)量和技術(shù)，也可以推動(dòng)煤礦生產(chǎn)行業(yè)整體機(jī)械化水平提升，確保整個(gè)行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展[5]。