煤礦掘進支護問題及應(yīng)對方法

鄧小賓

（西山煤電集團公司圪堆煤業(yè)有限公司，山西 臨汾 042403）

引言

就目前來看，我國大多數(shù)的煤礦的開采工作都是在地下環(huán)境中進行的，需要完成大量的井下作業(yè)。在地下開采煤礦的過程中，首先要在地下進行大量的巷道挖掘工作，只有這樣煤礦的開采、運輸工作才能得以順利進行。但地面以下的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變且難以準確預(yù)測，在礦井下面工作過程中，環(huán)境艱苦，條件惡劣，在挖掘巷道的過程中極易發(fā)生巷道坍塌等事故，繼而造成嚴重的人員傷亡和大量的經(jīng)濟損失。所以，在井下作業(yè)時，相關(guān)人員應(yīng)當對支護工程的質(zhì)量給予足夠的重視，圍巖的穩(wěn)定性才能得到充分保證，促使煤礦開采工作順利進行，從而實現(xiàn)煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 當前我國煤礦掘進支護中存在的諸多問題

近年來，煤礦開采工作發(fā)展迅速，在強度上和范圍上都有著顯著的增加，這也使得煤礦開采過程中對巷道掘進的要求得以提高。就目前來看，在巷道支護工程中尚且存在著許多問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 煤炭巷道的改進

隨著煤礦開采工作的不斷發(fā)展，對煤礦工人的挖掘速度也提出了更高的要求，煤礦挖掘周期也要隨之不斷減少，在巷道的建設(shè)方面，實現(xiàn)了由巖巷到煤巷的轉(zhuǎn)化；對于煤礦巷道的斷面要求從拱形變?yōu)榫匦?，大大提升了工人挖煤效率，在使用價值方面，矩形斷面比拱形斷面有更大的優(yōu)勢，這樣一來井下挖掘工作的速度有了顯著提升。在斷面方面還要求由小型斷面轉(zhuǎn)換為大型斷面，大型機械能夠更加充分地參與作業(yè)，發(fā)揮其應(yīng)有的功效，礦井高強度開采的要求也能進一步得到滿足。對回采巷道的數(shù)目也提出了更高的要求，以往的單巷道就能滿足其基本要求，但是現(xiàn)如今不僅要滿足礦井能夠達到通風透氣的要求，對于瓦斯排放以及煤礦輸送也都有著更進一步的要求，為了滿足這些要求，必須實施多巷的布置模式。巷道的埋深也有了更加嚴格的要求，現(xiàn)在巷道開采的過程是由淺向深逐步推進，開始需要適應(yīng)簡單的地質(zhì)條件，越到深處對地質(zhì)條件的適應(yīng)就越復(fù)雜，最終逐漸滿足煤礦開采的最新要求［1］。

1.2 煤礦支護的更替

就目前而言，存在量大且被廣泛使用的支護設(shè)備在強度以及剛度方面表現(xiàn)不佳，比如快硬水泥錨桿、管縫型錨桿、采用端部錨固的樹脂型錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿以及機械錨固錨桿等設(shè)備，這些設(shè)備只能夠滿足在技術(shù)相對落后時的開采要求，對于現(xiàn)代復(fù)雜的開采環(huán)境的工作需要無法很好地適應(yīng)，現(xiàn)代煤礦企業(yè)應(yīng)當對這些設(shè)備予以革新，盡快地用新設(shè)備代替舊設(shè)備，完成新舊設(shè)備的交替工作。

1.3 機械化程度有待提升

由于不同條件對開采有著不同程度的牽制，在煤礦企業(yè)的巷道掘進工作中，懸臂掘進機是我國采用的主要掘進設(shè)備，而在實施錨固作業(yè)的過程中，主要是利用人工在井下空頂上完成，在施工的同時還需要攜帶大量的鉆機、扳手以及杠桿等工具。這種工作方式不僅造成極其低下的掘進效率，而且工人在工作過程中處于十分危險的工作環(huán)境，工人的人身安全無法得到可靠的保障，事故出現(xiàn)的概率大大提升。因此，應(yīng)當不斷加強煤礦企業(yè)的機械化程度。

2 對我國煤礦掘進支護中問題的應(yīng)對措施

做好煤礦支護的每一項工作均有著不容忽視的意義，煤礦支護在很大程度上影響著整個工程的穩(wěn)固性與安全性。所以，相關(guān)人員應(yīng)當制定出行之有效的措施確保支護設(shè)置的安全性，保證在設(shè)計和施工過程中每一個工作環(huán)節(jié)的合理性，在設(shè)計人員提出切實可行的設(shè)計之后，施工人員要嚴格遵照設(shè)計規(guī)范展開施工操作。

2.1 使用吊環(huán)式前探梁

可以使用前探支架構(gòu)成臨時支護，前探梁的使用材料可以是11號的礦用工字鋼材質(zhì)，π型鋼材質(zhì)也是一個不錯的選擇，但其長度不得小于3m。在構(gòu)建的同時，吊球發(fā)揮著固定的作用，同時要做到使用吊球的強度和前探梁的強度能夠良好匹配。在搭建支護的過程中，要注意按照巷道中線加以鋪設(shè)，中間和兩側(cè)的前探梁要保持1m的距離，在前探梁固定的過程中要確保有不少于2個的固定點數(shù)量，前探頭和迎頭端面的距離小于等于30cm。使用專用的木楔、構(gòu)木和方木來搭建前探梁上方的支護。為了讓支護擁有更加良好的穩(wěn)固性，可以在上吊環(huán)的錨桿處預(yù)留4cm～10cm的距離給絲扣。在確保上述工作都已按照相關(guān)的順序完成之后，便可以對前探梁實施前移處理［2］。

2.2 使用吊鏈式前探梁

可以使用前探支架構(gòu)建臨時支架。采用π型鋼制作相應(yīng)的前探梁，在前探梁的長度方面，前探梁的長度不應(yīng)小于3.5m，之后可以采用吊環(huán)把前探梁固定好。在前探梁的布設(shè)方面是和吊環(huán)式前探梁類似的，均應(yīng)當依照巷道中線來予以鋪設(shè)，但中間和兩側(cè)的前探梁的距離要注意保持1～1.2m之間，在固定點的數(shù)量上要求至少有2個相應(yīng)的固定點。前端和迎頭端面的距離也有著同樣的要求，切勿超過30cm，超前支護和其兩幫的距離也同樣不能超過30cm。有關(guān)的準備工作必須在支護假設(shè)工作開始之前順利完成，但凡發(fā)現(xiàn)浮矸活石后應(yīng)及時采取有針對性的應(yīng)對措施，做好所有工作之后再前移前探梁。

以上兩種方式的實現(xiàn)都需要構(gòu)建相應(yīng)的臨時支護，不允許進行空頂作業(yè)。同時還要做好連鎖加固工作，主要是在迎頭的10m范圍之內(nèi)，對棚使用連棚器進行加固。一般情況下，每個架棚上要布設(shè)2個連棚器，連棚器的布設(shè)的距離也有其相應(yīng)的原則，布設(shè)在與地板距離1m左右的地方。如果具體的施工環(huán)境不能達到連棚器的使用要求，我們要采取其他切實可行的方式對棚進行加固。

2.3 結(jié)合單體柱與π型鋼前探梁

對長度大于等于3.5m的鋼材質(zhì)π型前探梁進行架設(shè)時，采用外注式的單體液壓蜘蛛裝置。在架設(shè)時，每條前探梁的間距保證在1m左右，并在每根前探梁上設(shè)置大于等于三個單位液壓的支柱。在這個過程中，首先要保證兩幫間的端面間距與超前支護小于30cm，然后利用穿桿、方木和木楔等在前探梁的上端以保證其安全，最后還應(yīng)注意敲幫問頂，比如，要在清理浮石后再對前探梁實施前移操作［3］。

2.4 使用混凝土制永久性支護

使用混凝土制永久性支護這種方式，主要用于礦井的巷道使用年限仍舊符合相關(guān)規(guī)定的情況。在這種情況下，為了保證巷道周邊地質(zhì)圍巖的穩(wěn)定，相關(guān)工作人員要采取防御措施。使用混凝土制永久性支護有以下幾種類型：錨網(wǎng)噴支護、石碹支護、混凝土支護。在實施過程中要注意幾點要求，比如在實施噴射支護前要保證施工時的安全問題；在合適的距離實施混凝土噴射并保證噴射的效率。在對煤礦采取進一步的挖掘之后，要先安裝一個臨時錨桿，然后再對周圍實施少量的混凝土噴射，最后在復(fù)噴階段過程中進行加厚處理，以確保厚度達標。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著我國改革開放的不斷深入，煤炭產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，然而，我國煤炭企業(yè)的需求與現(xiàn)階段采用的相關(guān)技術(shù)不相匹配，這樣就在一定程度上阻礙了煤炭事業(yè)的發(fā)展。因此，在日后的工作過程中，相關(guān)人員要不斷改進與創(chuàng)新，研究新的方法，盡快解決各種問題與矛盾，提高煤炭企業(yè)的開采能力，從而推動煤炭事業(yè)的快速、健康的發(fā)展。

［1］ 郭世杰.煤礦掘進支護應(yīng)用探討［J］.科技創(chuàng)新導報，2012（15）：71.

［2］ 尉澤民.解析煤礦掘進支護當中的問題及應(yīng)對策略［J］.科技與生活，2012（23）：88，200.

［3］ 趙雪亮.煤礦掘進支護問題及其應(yīng)對策略研究［J］.管理學家，2014（10）：544.