對井下采煤支護方法的研究

摘 要：隨著對井下煤礦的廣泛開采，地下巖層的結構面貌被改變，從而引發許多安全問題。而且在社會進步，科學發展的時代背景下，煤礦的開采、施工都應呈現出更先進更嶄新的面貌。為更好的保障工作人員的安全，更好的實現煤礦的經濟效益，煤礦企業對日常作業的支護工具、方法等進行改革。因地制宜，采用不同的方法進行安全加固。本文就井下采煤支護提出幾種方法，希望對井下采煤的安全度的提升有些許幫助。

據相關資料分析，頂板事故在我國的煤礦事故中占很大比重，由頂板問題引發的安全問題不勝枚舉，而且，其引發的傷亡也十分慘重。所以，本文把頂板支護放在首要的位置進行討論，目的是突出其重要性，引起讀者的注意。單體液壓支柱應用的廣泛對頂板事故也有了較好的遏制效果，而且它在確保高效率完成施工工作的同時也能使工作人員的安全得以很大程度的保證。同時，本文還介紹了鋼管混凝土支架支護和錨桿支護，旨在為廣大施工人員提供更多選擇的方向。

關鍵詞：井下；頂板支護；單體液壓支柱支護

一、頂板支護

（一）注意事項。一般來說，頂板支護有兩種類型，即初次支護、二次支護（也稱加強支護）。初次支護主要指的是錨桿支護，是連續采煤機開采后不久就進行的支護；二次支護是在采煤機截割后的一段時間之后所進行的支護，有錨索、支架、長錨桿支護等。這是一次加強的支護，需要耗費更多的人力物力時間。頂板事故是指因為頂板冒落而導致的人身傷亡和非人身傷亡事故的統稱。頂板事故存在于整個采掘過程，不可預測。所以，頂板支護顯得尤為重要，在此介紹一些頂板支護的注意事項。綜合采礦工作面采用液壓支架來支護頂板，此時應該選擇合適類型的液壓支架。在液壓支架不能滿足支護的要求時，應采取強化支護，即支設點柱。除此之外還有打錨桿、鋪設金屬網的措施，它們都能夠有效補強支護。隨著進一步深入開采工作，大量的煤炭從井下運送上來，導致采空區面積的增大，為順利進行回采工作，用經濟安全的方法及時處理采空區是重要的工作。施工時，應該因地制宜，在不同的地質環境中選擇適宜的方法，例如全部填充法、全部跨落法。在工程放炮作業前，應對放炮地點前、后十到二十米的距離范圍內驚醒檢查，若發現支護的質量問題，應立即與相關人員取得聯系。處理過程中應該由內而外進行，這樣可以使后路通暢。爆破之后禁止空頂作業，并且要進行及時支護。在放炮過程中要做好防護工作，非放炮人員應該進入隱蔽的地點，不得隨意走動，放炮人員必須嚴格按照流程規范放炮，以減少意外情況的發生。

（二）管理策略。針對各種頂板事故，施工單位和施工人員都要采取相應的管理措施。最根本的就是嚴格遵守礦井安全制度，及時制止發現的問題，定期進行安全檢查。在具體施工方面，合理確定煤柱應力分布以及尺寸。在礦井夏至巷道掘進時，應該合理確定沒住的尺寸，這是支護設計的一個重要組成部分。一般分析影響井下巷道支護的原因，如高應力的動靜壓和水平壓引起的冒頂、采動引起的支承壓力等。另外，為了確定煤柱的尺寸，還要全面的考慮煤柱上的荷載。質量核定、定期檢修是做好穩定煤層頂板的重要工作。質量核定中，需要保證的是支護的支設盡可能整齊穩固，牢固的與頂板底板連接。這里再介紹四種支護方法，包括切頂支護、端口出頭支護、超前支護和貼幫支護。值得注意的是，一定要充分重視采煤工作面的第一次放頂的工作，在放頂之前編寫應對措施，在采煤工作中推行個人責任制，提高施工人員工作的積極性，也能令其意識到調度管理的重要性。放頂工作結束后，正常開采的過程中不發出現各種問題。若采煤的工作面遇到局部的厚煤層，便會增大采場的礦壓，各個礦層間就會形成隔離層。一旦形成隔離層，頂板就會在壓力、煤壁穩定性、下沉速度等因素的綜合作用之下出現不同程度的冒落現象。這時采用液壓支架等支撐力大、支撐效果穩定的支護方式會比較好，同時還要防止冒頂事故的出現。

二、單體液壓支柱支護

（一）單體液壓支柱的現狀。以外部供液維持恒阻的支柱叫做單體液壓支柱。其主要材料是玻璃鋼。由于它的技術原理和特點，造成活塞密封圈外唇和油缸內壁表面形成高壓密封面，頂板壓力加大油缸內壁表面直徑加大，造成活塞和油缸出現泄露，從而造成支柱脫頂、虛頂、自動倒下等現象。內泄漏是礦工無法用肉眼發現的，是一種不可控的安全隱患，因此造成較多的傷亡事故。

（二）免維修單體液壓支柱。日前在皖北煤電公司百善煤礦試生產的新型免維修單體液壓支柱使我國告別了傳統單體維修周期短、防腐性能差。效率低的歷史。免維修型單體液壓支柱有三項核心技術，包括成功應用SEBF重度腐蝕防護技術、柱頭上設有集塵腔、可更換標示內容的保險標牌。嚴懷亭作為百善煤礦多經公司副經理，針對我國單體壽命縮短、油缸內壁嚴重腐蝕、重復維修的情況，采用中科院的科研成果，即熔融結合環氧涂層技術，加之自己的獨創磨削加工新型工藝，獲得成功，產品的合格率達到了95%，提高活柱筒強度的同時增強作業面的支撐的安全性和穩定性。

三、鋼管混凝土支架支護

鋼管混凝土支架支護包括灌注準備工作和灌注施工。準備工作中的材料有：一臺混凝土輸送泵（并提前一班通電試機），兩根高壓膠管，五套連接管路等。支架準備：支架頂桿、鋼帶連接完好，支架與圍巖必須用木楔塞緊，其中每段鋼管用1對木楔塞緊，一架用3對木楔。在灌注施工中值得注意的是。灌注完畢后先停泵，卸掉攪拌箱多余混凝土，正反泵水洗管路、輸送泵管道，拆卸管路，停泵，停止供水、最后斷電。鋼管混凝土支架的費用較高，但是無需返修，大大降低了工作人員的勞動強度，總體來說節省費用，技術應用合理。

四、錨桿支護

錨桿支護的優勢在于迅速初期支護，控制圍巖變形，保證圍巖穩定。錨桿自身的中空設計，使錨桿實現了注漿管的功能，避免了傳統施工工藝注漿管拔出時造成的砂漿流失。可保證注漿飽滿，并可實現壓力注漿，提高工程質量。由于各配件的作用，桿體的居中性很好，砂漿可以將錨桿體全長包裹，避免了銹蝕的危險，達到長期支護的目的。另外一個優點就是，錨桿安裝方便，不需現場加工螺紋，就可方便地安設墊板、螺母。從大體上看，錨桿結合配套的錨桿專用注漿泵和注漿工藝，是目前國內唯一徹底解決了傳統錨固支護諸多問題的錨固體系。錨桿支護主要應用于地質條件中等良好的圍巖進行系統支護。在硬巖、巖層水平層理、節理裂隙張開夾泥或地下水發育場合，可通過鋼質漲殼錨桿迅速形成初期支護，控制圍巖變形，保證圍巖穩定，然后注漿永久錨固。用鑿巖機鑿孔至設計錨桿深度后，將鋼質錨頭裝上錨桿體，置入孔內，安裝止漿塞、墊板、螺母后，反轉錨桿使漲殼錨頭漲開抓住孔壁，再進行注漿。現階段，井下錨桿支護技術與我國經濟化的建設之間還存在著些許摩擦，問題和困難層出不窮，因此，正確認識錨桿支護技術并將不斷完善它，才能發揮錨桿支護的功效。

五、結語

綜上所述，通過對頂板支護的管理，對單體液壓支柱的應用，對鋼管混凝土支架支護、錨桿支護的合理應用，可以提供相應的安全保障，促進開采工作的順利進行。為保證安全的采煤工作面、縮短采煤需要的基本工作空間，就一定要進行經濟安全可靠的支護方法，以此來減小礦山的壓力，減弱頂、底板圍巖的移動。工作面在不斷推進，還必須對采空區采取合適的方式及時處理，提升安全指數。

參考文獻：

[1]汪為峰，輕型單體液壓支柱在井下臨時支護中的應用[J]，山東煤炭技術，2011（1）：33-36.

[2]李偉民，董欽亮，寧洪進，等.綜放工作面采空區煤自燃火災的定向防控技術[J].煤礦安全，2014，45（ 8） ： 81 - 84.