芻議煤礦掘進支護中的問題與對策

曹建波+李金祥

摘 要：隨著我國社會經濟的迅速發展，煤炭需求量不斷攀升，煤礦通過新設備、新技術的應用有效提升了煤炭產量。但掘進進度依然是影響煤礦產量的關鍵因素，為增強煤礦增產穩產的力度，加快掘進進度十分必要。而支護技術作為推進煤礦掘進進度與確保安全生產的重要路徑，使得針對煤礦掘進支護中的問題與對策研究具有重要意義。基于此，文章擬從煤礦掘進支護的發展現狀出發，分析煤礦掘進支護存在的主要問題，探討解決煤礦掘進支護問題的具體對策。

關鍵詞：煤礦；掘進支護；問題；對策

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

煤礦業屬于高危作業中的一項重要產業，在施工過程中通常會危及有關工作人員的生命安全，為確保采煤與運輸作業的安全進行，往往要在采煤前開挖大量巷道。但是，因復雜的自然環境及地理水文因素，使得巷道內隱藏著各種各樣的安全隱患，有時甚至會發生崩塌現象。因而，煤礦掘進支護工作極其重要，在確保其安全性和技術性的同時，提升巷道內的暢通度與穩定度，對強化開采作業人員的人身安全具有不可替代的意義。

1 煤礦掘進支護的發展現狀

當前煤礦巷道支護主要以錨噴或錨網方式為主，錨桿孔眼的鉆打依然采用的是傳統人工氣動式錨桿鉆機，實行人工掛網。煤礦巷道開挖以后會破壞原巖應力原本的平衡狀態，促使巖體內部應力進行重新分布，此時圍巖便會在巖體重新分布過程中產生運動，即變形→斷裂→位移→垮落。因而，巷道掘進之后首先要進行臨時支護，然后才可以實施永久支護。[1]從中可以看出，臨時支護在此過程中發揮著重要功能，一方面臨時支護可以在短時間內降低巷道圍巖的變形量，減緩頂板間的離層，進而控制頂板；另一方面臨時支護可以擋住從頂板上掉落下來的矸石，最大程度降低作業人員在永久支護過程中的風險。

在煤礦生產中，如果巷道掘進后不按照巷道斷面的形狀及頂板的穩定狀況，或者不重視臨時支護就盲目選擇臨時支護方式，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產帶來損失，阻礙掘進進度的順利開展，尤其是在煤巷掘進時更要強化臨時支護。隨著我國的煤礦產量日益增加，一些大型綜采機械開始被廣泛應用，順槽斷面與大巷已達18m?，且煤巷斷面以矩形為主，煤巷頂板通常有復合頂板或偽頂，巷道掘進過后造成的裂隙或變形不易發現，一旦臨時支護不到位，就很容易誘發頂板的垮落冒頂，造成生命財產安全，從而給煤礦生產帶來巨大影響。所以，在巷道掘進過程中，根據巷道形狀、巷道規格、圍巖類型選擇科學的臨時支護方式與應對措施十分必要。

2 煤礦掘進支護存在的主要問題

（1）巷道改進壓力。目前我國煤礦為滿足增產或早投產需求，把煤巷當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井下迅速掘進、圍巖控制、支護等方面的要求，也是為了促使煤礦生產能夠采用大型開采設備，以此提升單產水平以及降低掘進率，這就使得大斷面成為當前礦井的現代化主要創建方向。[2]由于巷道的斷面較大而給支護造成了一定難度，因而，提高煤礦掘進支護水平成為我國煤礦的重要任務之一。

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

（3）煤礦支護落后。我國大部分中煤層開采所用到的支護設備都是剛度較低、強度較低的不合格設備，如機械錨固錨桿、硬水泥錨桿、管縫型錨桿等設備，這些設備技術還停留在比較落后的開采要求方面，很難滿足當前深層開采的高復雜、高難度要求，特備是容易誘發諸多安全事故。[3]因此，我國大多數煤礦企業都存在支護設備落后的問題，這是影響我國煤礦掘進支護向前發展的關鍵因素之一。

3 解決煤礦掘進支護問題的具體對策

（1）采用吊環式前探梁。臨時支護中所用的前探支架材料包括工型鋼材質和Ⅱ型鋼材質，并對支護長度有嚴格要求，即必須確保3m以上。在建設前探梁過程中，需要使用吊球進行固定，而且吊環強度還要與前探梁強度相匹配。在搭建支護時，要尤其注重中間部位前探梁必須根據巷道中線進行鋪設，同時中間前探梁與兩側前探梁要保持1m距離等。因而，采用吊環式前探梁是現代化煤礦企業生產的科學選擇。

（2）應用注漿與錨固融合加固技術。我國煤礦以松散的煤巖巷道為主，因而在應用錨桿支護過程中要盡量避免造成巷道損害，增強錨桿支護的實用性與安全性。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際狀況，然后融合注漿技術研發不同形式的注漿錨索與注漿錨桿，同時還要采用巷道兩肩處加固技術，以實現支護功能的最大化。根據實際科學合理應用注漿與錨固融合加固技術，可以有效提升煤礦掘進支護的功能與價值。

（3）運用混凝土永久型支護。為提高巷道工作時間內的穩定性，運用混凝土永久型支護技術可以發揮更好的效果，因而這一技術被廣泛應用于我國煤礦行業。若在混凝土噴射時有效控制噴射距離，則可以實現煤礦施工的高度安全性。而有效控制混凝土的噴射距離，必須始終遵循掘進要求與地質條件要求。[4]另外，為保證混凝土噴射的質量，還必須要在噴射前認真對金屬網實施除雜和除銹，以保證金屬網層面的潔凈。

參考文獻：

[1]謝少華.關于煤礦開采與掘進支護應用技術的探討[J].城市建設理論研究（電子版），2013（07）.

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

[3]牛偉杰.淺談煤礦掘進支護當中的問題及應對策略[J].科技與企業，2012（22）.

[4]劉俊龍.大斷面切眼掘進支護技術實踐[J].內蒙古煤炭經濟，2010（01）.

作者簡介：曹建波（1983-），男，河北邢臺人，學士，工程師，研究方向：采礦工程。