煤礦掘進(jìn)支護(hù)中的問題及應(yīng)對策略

李宏忠

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)大斗溝煤業(yè)公司機(jī)掘四隊(duì)，山西 大同 037003）

煤礦開采過程中，大部分工作都需要礦工深入地表下的巷道去完成，這是順利開展采煤工作的基礎(chǔ)條件。但是地下條件非常復(fù)雜且環(huán)境惡劣，給采礦人員生命安全帶來極大的安全隱患，而做好煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作是保障工作的基礎(chǔ)，所以就需要積極探索更高水平的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，致力于提升煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作質(zhì)量，助力我國煤礦開采工作高質(zhì)、穩(wěn)定的進(jìn)行。

1 煤礦掘進(jìn)支護(hù)的重要意義

煤炭行業(yè)作為社會(huì)支柱產(chǎn)業(yè)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，所以更應(yīng)該重視生產(chǎn)過程中的安全防控措施。在煤礦采掘過程中，采礦人員要在合理布置管道的基礎(chǔ)上配合相應(yīng)的安全措施，為整個(gè)掘進(jìn)過程提供安全保障[1]。對此，就需要專業(yè)人員在煤礦掘進(jìn)工作中要提前設(shè)置礦井安全防護(hù)措施，以“因地制宜”為原則對煤礦開采工作進(jìn)行合理布置，有效的預(yù)防井下采煤事故發(fā)生。

2 煤礦掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題

2.1 支護(hù)設(shè)備水平與巷道革新需求不相符

為了更好地適應(yīng)市場需求，從安全角度考慮，必須將傳統(tǒng)的拱形斷面轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦?，在提升工作效率的同時(shí)賦予斷面更大的利用價(jià)值。以提升作業(yè)效率和產(chǎn)量最大化為目的發(fā)揮大機(jī)械的作用。煤礦企業(yè)加大斷面意味著要更高要求的回采巷道埋深和數(shù)量，多巷道開采模式的應(yīng)用讓巷道埋深圍繞著由淺入深、由簡入雜的原則開始改進(jìn)，改進(jìn)后的煤炭巷道就無法從原有支護(hù)中得到足夠的安全保障[2]。就現(xiàn)階段我國掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備而言，不管是剛度還是硬度都呈現(xiàn)了無法滿足當(dāng)下開采需求的問題，所以煤礦支護(hù)設(shè)備要不斷強(qiáng)化功能與性能，否則無法應(yīng)對愈加復(fù)雜的地質(zhì)開采條件。

2.2 支護(hù)工作機(jī)械化程度和效率不高

煤礦開采作業(yè)的施工環(huán)境在大規(guī)模開采發(fā)展趨勢中變得越來越復(fù)雜，我國煤礦開采工作還是以礦工開采為主。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國大約有80%煤礦開采工作都是井下作業(yè)，在掘進(jìn)巷道作業(yè)環(huán)節(jié)中要使用復(fù)雜的掘進(jìn)機(jī)。懸臂式掘進(jìn)機(jī)是目前應(yīng)用頻率最高的一種煤礦掘進(jìn)機(jī)械，但這類機(jī)械掘進(jìn)巷道后的巷道頂板支護(hù)工作都是人工操作完成，施工人員使用杠桿、鉆頭和扳手等傳統(tǒng)工具開展支護(hù)作業(yè)，機(jī)械化程度不高。另外，由于人工作業(yè)的工作效率不高，在一定程度上拉長了煤礦開采周期，影響了整個(gè)開采工作的效率。

2.3 煤礦內(nèi)部巷道適應(yīng)性不高

大部分煤礦的開采工作在初期發(fā)展階段都沒有完全按照由淺入深的原則進(jìn)行。隨著煤礦開采工作的不斷深入，就出現(xiàn)了許多巷道和開采作業(yè)線路不適應(yīng)的情況，這大大增加了預(yù)防巷道事故工作的難度，一方面影響了煤礦巷道運(yùn)輸作業(yè)的效率，另一方面還制約了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。由于煤礦內(nèi)部巷道適應(yīng)性不高，所以采礦人員在很多作業(yè)環(huán)節(jié)中都會(huì)受到巷道的影響，甚至選擇了錯(cuò)誤的施工方式，讓巷道工作埋下了巨大的安全隱患，進(jìn)而影響整個(gè)煤礦開采工作。

2.4 內(nèi)部巷道結(jié)構(gòu)得不到有效調(diào)整

通過分析巷道設(shè)計(jì)得知，以往的煤礦巷道布置方式幾乎都是以單一巷道為主，之后的巷道頂部也是統(tǒng)一的拱形設(shè)計(jì)。但就實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，這種設(shè)計(jì)方式不利于充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的功能。由于內(nèi)部巷道結(jié)構(gòu)難以被有效調(diào)整，所以大部分煤礦企業(yè)只能將其改為矩形多巷道，盡可能的提升安全性，在改善礦井通風(fēng)條件的同時(shí)控制礦井安全事故的發(fā)生，最重要的是巷道設(shè)計(jì)的改進(jìn)是后續(xù)順利開展巷道支護(hù)工作的重要基礎(chǔ)。

3 應(yīng)對煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題的策略

3.1 合理的使用機(jī)載前探梁

將機(jī)載前探梁合理的應(yīng)用到煤礦掘進(jìn)環(huán)節(jié)中既能實(shí)現(xiàn)操作簡化，還能提高掘進(jìn)施工的安全性，有效地提升巷道掘進(jìn)作業(yè)效率。機(jī)載前探梁的使用要在結(jié)束截煤、割煤和裝煤工作后馬上放下切割頭，正式施工前要認(rèn)真檢查支護(hù)裝置零部件，重點(diǎn)查看是否有零部件缺失或管路受損的情況，確認(rèn)檢查無誤后再開始相關(guān)操作。操作人員在采用機(jī)載前探支護(hù)時(shí)要在未完全升起的機(jī)載前探支架上做好鋪網(wǎng)工作，確保順利將支護(hù)材料送至頂部，提升施工操作安全性[3]。另外，機(jī)載前探支護(hù)對頂板還具有支撐作用，可在一定程度上控制掘進(jìn)環(huán)節(jié)發(fā)生頂板坍塌。合理有效的應(yīng)用機(jī)載前探支護(hù)能在降低施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，還能提升掘進(jìn)作業(yè)效率。

3.2 致力于確保前探梁的穩(wěn)定性

在前探梁的布置和具體施工過程中，支護(hù)工作的完成需要借助吊環(huán)進(jìn)行。缺乏必要固定裝置的全探梁在支護(hù)過程中難以完全發(fā)揮功能和作用。要想有效改變這種情況就需要專業(yè)人員將必要的支點(diǎn)裝置加入到前探梁前，再配合校正支護(hù)工程的實(shí)施來強(qiáng)化機(jī)械支護(hù)功能。在具體的操作過程中，專業(yè)人員要以確保前探梁安全性為目的保證吊環(huán)質(zhì)量，從而提升前探梁的穩(wěn)定性。我國各大煤礦企業(yè)要嘗試將各種先進(jìn)的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于煤礦掘進(jìn)中，力爭提升支護(hù)質(zhì)量。

3.3 聯(lián)合使用錨固和注漿加注技術(shù)

以加強(qiáng)巷道實(shí)用性和安全性為目的，在巷道掘進(jìn)和開采過程中要立足于現(xiàn)狀適當(dāng)?shù)母纳苽鹘y(tǒng)錨固方式。尤其是煤礦企業(yè)開采工作中松散的煤巖巷道過多時(shí)，如果繼續(xù)沿用以往的錨桿支護(hù)方式很可能會(huì)破壞巖體巷道，為了避免錨固操作對巷道損傷進(jìn)而影響巷道的實(shí)用性和安全性，可聯(lián)合使用錨固和注漿加注技術(shù)完成注漿錨桿和注漿錨索，再或者在巷道兩肩角位置補(bǔ)打錨桿，提升巷道的穩(wěn)固性和實(shí)用性。

3.4 單體液壓支柱配合鉸接頂梁

煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作可以選擇兩項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合實(shí)施，比如型號為單體的液壓支柱和HDJA-1200的鉸接頂梁，將兩者之間的排距和柱距控制在1.1 m和1.2 m上下，距幫的距離不超過0.6 m，重點(diǎn)是確保柱子位于頂梁中間。一旦有放炮現(xiàn)象發(fā)生就要第一時(shí)間把頂梁掛上并插上水平稍，隨后鋪設(shè)好提前準(zhǔn)備的鋼筋網(wǎng)，打上水平楔后將一個(gè)單體的液壓支柱支設(shè)在頂梁下方[4]。另外，在一個(gè)巷道中要確保鉸接頂梁和單體液壓支出排成三排，以'一梁一柱'的原則完成支設(shè)工作，要重點(diǎn)關(guān)注頂板破碎的地方，將一個(gè)小棍子穿插在相近的兩排頂梁之間，為了避免出現(xiàn)漏頂問題，要控制穿插小棍的間隔為300 mm。

3.5 加設(shè)U型鋼架在錨桿臨時(shí)支護(hù)中

對于斷層落差較大或者巖石堅(jiān)固性高的采礦環(huán)境，可以將U型鋼架用于巷道固定工作中，提升巷道穩(wěn)固性和安全性。在具體操作中要合理使用U型鋼架結(jié)構(gòu)完成支護(hù)固定，同時(shí)還要將其穿插與臨時(shí)支護(hù)和錨桿支護(hù)中間，根據(jù)實(shí)際情況實(shí)施混合使用，完美結(jié)合超前支護(hù)與臨時(shí)錨桿支護(hù)的融合，最大化地避免圍巖因穩(wěn)定性不高而出現(xiàn)破碎、垮塌等情況的出現(xiàn)[5]。在支護(hù)固定操作實(shí)施過程中，要絕對精確地控制錨桿傾斜度，不可超過45°。將U型鋼架增設(shè)在錨桿臨時(shí)支護(hù)中，一方面能提升臨時(shí)支護(hù)和超前支護(hù)的牢固性和穩(wěn)定性，另一方面還能在一定程度上避免煤礦頂板出現(xiàn)垮塌、破碎問題，從而更好地促進(jìn)煤礦掘進(jìn)工作環(huán)境的安全性和穩(wěn)定性。

3.6 致力于加強(qiáng)煤礦掘進(jìn)支護(hù)質(zhì)量管理

煤礦企業(yè)管理人員要從思想層面上提高對巷道掘進(jìn)支護(hù)工作重要性的認(rèn)識，進(jìn)而從日常管理環(huán)節(jié)入手提升支護(hù)質(zhì)量管理。將制定的合理管理措施落實(shí)到位，并接受專業(yè)技術(shù)人員的支護(hù)安全和質(zhì)量檢測，在支護(hù)質(zhì)量管理中強(qiáng)化技術(shù)管理力度，只有管理層提升對頂板管理的重視才能讓明確劃分各部門對支護(hù)智聯(lián)管理的責(zé)任，分配專業(yè)性的技術(shù)人員和先進(jìn)設(shè)備用于支護(hù)質(zhì)量的檢測以及完成支護(hù)工作后的巷道抗壓性檢查。在全面分析煤礦開采的地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦村、力學(xué)參數(shù)、礦壓顯現(xiàn)、環(huán)境等情況的基礎(chǔ)上，為煤礦開采工作提供科學(xué)的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)信息，在頂板支護(hù)技術(shù)的選擇和應(yīng)用擁有更具價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。針對應(yīng)用錨桿和錨索支護(hù)的巷道，同樣需要在完成支護(hù)工作后進(jìn)行全面檢查，重點(diǎn)在于確保錨桿和錨索的拉力以及材料均符合支護(hù)作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。另外，在觀測巷道底板移近量的環(huán)節(jié)中，要高度重視支護(hù)質(zhì)量問題，避免發(fā)生巷道冒落事故。最后要定期對支護(hù)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，在強(qiáng)化安全意識的同時(shí)增強(qiáng)其對頂板事故的防范能力。

4 結(jié)語

我國煤礦產(chǎn)業(yè)在科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平上升的過程中獲得了迅猛的發(fā)展，多項(xiàng)工作技術(shù)都實(shí)現(xiàn)了巨大成就，但同時(shí)也面臨了更多技術(shù)革新挑戰(zhàn)，尤其是不斷加深巷道掘進(jìn)深度和廣度，需要更高水準(zhǔn)的支護(hù)技術(shù)才能讓掘進(jìn)工作順利進(jìn)行。煤礦企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)巷道的安全性和暢通性，就要立足于實(shí)際情況進(jìn)行有針對性的技術(shù)革新，通過反復(fù)實(shí)踐來探索新方法和新技術(shù)，讓我國采礦作業(yè)安全性得到有效提升，助力我國煤礦行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。