芻議煤礦掘進(jìn)支護(hù)中的問題與對(duì)策

曹建波+李金祥

摘 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，煤炭需求量不斷攀升，煤礦通過新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用有效提升了煤炭產(chǎn)量。但掘進(jìn)進(jìn)度依然是影響煤礦產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，為增強(qiáng)煤礦增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的力度，加快掘進(jìn)進(jìn)度十分必要。而支護(hù)技術(shù)作為推進(jìn)煤礦掘進(jìn)進(jìn)度與確保安全生產(chǎn)的重要路徑，使得針對(duì)煤礦掘進(jìn)支護(hù)中的問題與對(duì)策研究具有重要意義。基于此，文章擬從煤礦掘進(jìn)支護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，分析煤礦掘進(jìn)支護(hù)存在的主要問題，探討解決煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題的具體對(duì)策。

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進(jìn)支護(hù)；問題；對(duì)策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.062

煤礦業(yè)屬于高危作業(yè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，在施工過程中通常會(huì)危及有關(guān)工作人員的生命安全，為確保采煤與運(yùn)輸作業(yè)的安全進(jìn)行，往往要在采煤前開挖大量巷道。但是，因復(fù)雜的自然環(huán)境及地理水文因素，使得巷道內(nèi)隱藏著各種各樣的安全隱患，有時(shí)甚至?xí)l(fā)生崩塌現(xiàn)象。因而，煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作極其重要，在確保其安全性和技術(shù)性的同時(shí)，提升巷道內(nèi)的暢通度與穩(wěn)定度，對(duì)強(qiáng)化開采作業(yè)人員的人身安全具有不可替代的意義。

1 煤礦掘進(jìn)支護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前煤礦巷道支護(hù)主要以錨噴或錨網(wǎng)方式為主，錨桿孔眼的鉆打依然采用的是傳統(tǒng)人工氣動(dòng)式錨桿鉆機(jī)，實(shí)行人工掛網(wǎng)。煤礦巷道開挖以后會(huì)破壞原巖應(yīng)力原本的平衡狀態(tài)，促使巖體內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行重新分布，此時(shí)圍巖便會(huì)在巖體重新分布過程中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，即變形→斷裂→位移→垮落。因而，巷道掘進(jìn)之后首先要進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，然后才可以實(shí)施永久支護(hù)。[1]從中可以看出，臨時(shí)支護(hù)在此過程中發(fā)揮著重要功能，一方面臨時(shí)支護(hù)可以在短時(shí)間內(nèi)降低巷道圍巖的變形量，減緩頂板間的離層，進(jìn)而控制頂板；另一方面臨時(shí)支護(hù)可以擋住從頂板上掉落下來的矸石，最大程度降低作業(yè)人員在永久支護(hù)過程中的風(fēng)險(xiǎn)。

在煤礦生產(chǎn)中，如果巷道掘進(jìn)后不按照巷道斷面的形狀及頂板的穩(wěn)定狀況，或者不重視臨時(shí)支護(hù)就盲目選擇臨時(shí)支護(hù)方式，這樣極容易造成頂板事故，給煤礦工作人員的人身安全和煤礦財(cái)產(chǎn)帶來損失，阻礙掘進(jìn)進(jìn)度的順利開展，尤其是在煤巷掘進(jìn)時(shí)更要強(qiáng)化臨時(shí)支護(hù)。隨著我國的煤礦產(chǎn)量日益增加，一些大型綜采機(jī)械開始被廣泛應(yīng)用，順槽斷面與大巷已達(dá)18m?，且煤巷斷面以矩形為主，煤巷頂板通常有復(fù)合頂板或偽頂，巷道掘進(jìn)過后造成的裂隙或變形不易發(fā)現(xiàn)，一旦臨時(shí)支護(hù)不到位，就很容易誘發(fā)頂板的垮落冒頂，造成生命財(cái)產(chǎn)安全，從而給煤礦生產(chǎn)帶來巨大影響。所以，在巷道掘進(jìn)過程中，根據(jù)巷道形狀、巷道規(guī)格、圍巖類型選擇科學(xué)的臨時(shí)支護(hù)方式與應(yīng)對(duì)措施十分必要。

2 煤礦掘進(jìn)支護(hù)存在的主要問題

（1）巷道改進(jìn)壓力。目前我國煤礦為滿足增產(chǎn)或早投產(chǎn)需求，把煤巷當(dāng)作巷道的重要選擇方式。其中，煤巷拱形斷面取代矩形斷面是為了適應(yīng)井下迅速掘進(jìn)、圍巖控制、支護(hù)等方面的要求，也是為了促使煤礦生產(chǎn)能夠采用大型開采設(shè)備，以此提升單產(chǎn)水平以及降低掘進(jìn)率，這就使得大斷面成為當(dāng)前礦井的現(xiàn)代化主要?jiǎng)?chuàng)建方向。[2]由于巷道的斷面較大而給支護(hù)造成了一定難度，因而，提高煤礦掘進(jìn)支護(hù)水平成為我國煤礦的重要任務(wù)之一。

（2）機(jī)械水平偏低。我國多數(shù)煤礦企業(yè)都是用懸臂掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)巷道工作，錨固作業(yè)則還是以人工空頂作業(yè)為主，且還要攜帶各種各樣的工具，包括扳手、杠桿、鉆機(jī)等等。在這種情況下，掘進(jìn)效率不但十分低下，而且井下工作人員的生命安全也無法得到高效保障，存在較高的事故風(fēng)險(xiǎn)。因此，提升我國煤礦的機(jī)械化水平十分重要。

（3）煤礦支護(hù)落后。我國大部分中煤層開采所用到的支護(hù)設(shè)備都是剛度較低、強(qiáng)度較低的不合格設(shè)備，如機(jī)械錨固錨桿、硬水泥錨桿、管縫型錨桿等設(shè)備，這些設(shè)備技術(shù)還停留在比較落后的開采要求方面，很難滿足當(dāng)前深層開采的高復(fù)雜、高難度要求，特備是容易誘發(fā)諸多安全事故。[3]因此，我國大多數(shù)煤礦企業(yè)都存在支護(hù)設(shè)備落后的問題，這是影響我國煤礦掘進(jìn)支護(hù)向前發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

3 解決煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題的具體對(duì)策

（1）采用吊環(huán)式前探梁。臨時(shí)支護(hù)中所用的前探支架材料包括工型鋼材質(zhì)和Ⅱ型鋼材質(zhì)，并對(duì)支護(hù)長度有嚴(yán)格要求，即必須確保3m以上。在建設(shè)前探梁過程中，需要使用吊球進(jìn)行固定，而且吊環(huán)強(qiáng)度還要與前探梁強(qiáng)度相匹配。在搭建支護(hù)時(shí)，要尤其注重中間部位前探梁必須根據(jù)巷道中線進(jìn)行鋪設(shè)，同時(shí)中間前探梁與兩側(cè)前探梁要保持1m距離等。因而，采用吊環(huán)式前探梁是現(xiàn)代化煤礦企業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)選擇。

（2）應(yīng)用注漿與錨固融合加固技術(shù)。我國煤礦以松散的煤巖巷道為主，因而在應(yīng)用錨桿支護(hù)過程中要盡量避免造成巷道損害，增強(qiáng)錨桿支護(hù)的實(shí)用性與安全性。要想確保巷道不受到任何損害，我們必須綜合巷道的具體特征與實(shí)際狀況，然后融合注漿技術(shù)研發(fā)不同形式的注漿錨索與注漿錨桿，同時(shí)還要采用巷道兩肩處加固技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)支護(hù)功能的最大化。根據(jù)實(shí)際科學(xué)合理應(yīng)用注漿與錨固融合加固技術(shù)，可以有效提升煤礦掘進(jìn)支護(hù)的功能與價(jià)值。

（3）運(yùn)用混凝土永久型支護(hù)。為提高巷道工作時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定性，運(yùn)用混凝土永久型支護(hù)技術(shù)可以發(fā)揮更好的效果，因而這一技術(shù)被廣泛應(yīng)用于我國煤礦行業(yè)。若在混凝土噴射時(shí)有效控制噴射距離，則可以實(shí)現(xiàn)煤礦施工的高度安全性。而有效控制混凝土的噴射距離，必須始終遵循掘進(jìn)要求與地質(zhì)條件要求。[4]另外，為保證混凝土噴射的質(zhì)量，還必須要在噴射前認(rèn)真對(duì)金屬網(wǎng)實(shí)施除雜和除銹，以保證金屬網(wǎng)層面的潔凈。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝少華.關(guān)于煤礦開采與掘進(jìn)支護(hù)應(yīng)用技術(shù)的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（07）.

[2]魏智浩.淺論煤礦掘進(jìn)支護(hù)中遇到的問題及處理策略[J].科海故事博覽（科教創(chuàng)新），2013（05）.

[3]牛偉杰.淺談煤礦掘進(jìn)支護(hù)當(dāng)中的問題及應(yīng)對(duì)策略[J].科技與企業(yè)，2012（22）.

[4]劉俊龍.大斷面切眼掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)實(shí)踐[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2010（01）.

作者簡介：曹建波（1983-），男，河北邢臺(tái)人，學(xué)士，工程師，研究方向：采礦工程。