煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題與合理應(yīng)對建議研究

徐春輝 馮偉斌

摘要：近些年來，煤礦開采技術(shù)正在迅速進(jìn)步。在煤礦開采中，掘進(jìn)支護(hù)構(gòu)成了其中的核心部分，煤礦的掘進(jìn)支護(hù)與煤礦開采質(zhì)量密切相關(guān)。煤炭資源是不可再生的，然而最近幾年煤礦采掘的深度逐步增加，與之相伴的安全隱患也不容忽視。隨著采煤業(yè)進(jìn)步，煤礦事故也表現(xiàn)出頻發(fā)的趨勢，因此亟待增強(qiáng)煤礦的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，通過掘進(jìn)支護(hù)方式來保障煤礦采掘的安全。本文首先分析煤礦掘進(jìn)支護(hù)的重要意義，并就當(dāng)前存在的支護(hù)問題進(jìn)行探討，最后提出幾點(diǎn)優(yōu)化措施，旨在為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進(jìn)支護(hù)；問題；對策

引言

近些年來誕生了很多新式的采煤技術(shù)。在新的形勢下，煤礦掘進(jìn)增加了深度，然而這個(gè)過程也伴有更嚴(yán)峻的安全威脅。礦井如果不具備全面的支護(hù)，那么很容易威脅采煤施工的基本安全。由此可見，煤礦掘進(jìn)支護(hù)應(yīng)當(dāng)構(gòu)成最根本的安全防控，在采掘過程中起到不可忽視的作用。明確煤礦掘進(jìn)支護(hù)的相關(guān)問題，有利于運(yùn)用適當(dāng)?shù)陌踩揽卮胧沤^井下礦難發(fā)生。

1、煤礦掘進(jìn)支護(hù)的重要意義

現(xiàn)城鄉(xiāng)生活水準(zhǔn)都在迅速提高，對于日常生活以及各行業(yè)生產(chǎn)來講，煤炭資源都是不可或缺的。煤炭可以用來提供冬季取暖或作為化工生產(chǎn)所需的原材，因而日益體現(xiàn)出重要價(jià)值。與此同時(shí)，煤礦采掘客觀上需要布置較復(fù)雜的巷道，因而需要配備全方位的安全防控措施才能杜絕隱患。作為支撐性的產(chǎn)業(yè)之一，煤炭行業(yè)近些年來為宏觀經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步提供了重要保障，通過煤礦采掘可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)實(shí)效。但是與此同時(shí)，如果忽視了最根本的安全防控，那么很容易導(dǎo)致大規(guī)模礦難，這種現(xiàn)象造成了生命威脅以及財(cái)產(chǎn)損失。由此可見，防控礦難的基本前提就在于設(shè)置必要的礦井安全防護(hù)，通過布置礦井支護(hù)的方式來杜絕礦井塌陷的隱患，從而保障安全。因此，對于煤礦掘進(jìn)來講，有必要依照因地制宜的思路來布置煤礦支護(hù)，避免突然發(fā)生井下采礦事故。

2、煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題

2.1現(xiàn)有的錨桿支護(hù)技術(shù)無法滿足復(fù)雜地形

煤礦企業(yè)多數(shù)地區(qū)地形復(fù)雜，井下地質(zhì)條件也十分復(fù)雜。煤礦采掘工作面涉及到掘進(jìn)巷道上坡下坡與掘進(jìn)施工中遇斷層，施工前方地質(zhì)情況未知，如遇頂板煤層比較松軟，遇斷層過跳臺，發(fā)生漏煤的風(fēng)險(xiǎn)變大。因此，在煤礦掘進(jìn)時(shí)，極易出現(xiàn)變形現(xiàn)象。錨桿支護(hù)是當(dāng)前使用最多的一項(xiàng)措施，雖然其效果較好，但研究發(fā)現(xiàn)，在我國部分煤礦企業(yè)中，仍然存在錨桿支護(hù)強(qiáng)度低等現(xiàn)象，如部分企業(yè)在煤礦掘進(jìn)時(shí)仍然使用機(jī)械錨固錨桿支護(hù)、快硬水泥錨桿支護(hù)以及鋼絲繩漿錨桿支護(hù)等。此類技術(shù)雖然起到一定的加固作用，但只能運(yùn)用于掘進(jìn)規(guī)的一般巷道，面對地形較為復(fù)雜且掘進(jìn)需求較高的主要大巷，上述設(shè)備便存在很大的隱患，從而限制了煤礦掘進(jìn)能力。與發(fā)達(dá)國家相比，我國的煤礦掘進(jìn)支護(hù)水平相對落后。

2.2機(jī)械化程度低

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國有80%開采都是在井下實(shí)施作業(yè)，因此掘進(jìn)巷道作業(yè)使用較為復(fù)雜的掘進(jìn)機(jī)。就我國的煤礦掘進(jìn)機(jī)械多使用懸臂式掘進(jìn)機(jī)，這類機(jī)械在掘進(jìn)巷道后，支護(hù)工作主要通過人工操作進(jìn)行巷道頂板的支護(hù)工作，即以施工人員為主，通過使用鉆頭、扳手以及杠桿等工具進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，機(jī)械化程度低。同時(shí)，人工操作處理工作效率低，使得煤礦開采周期變長，完成效率較低。

2.3 挖掘效率低

需求量的增加，使得煤炭的開采業(yè)變多，同時(shí)煤礦掘進(jìn)支護(hù)面臨的挑戰(zhàn)也進(jìn)一步嚴(yán)峻。煤礦掘進(jìn)效率問題即為首要面對的問題，在實(shí)際開采過程中，較多因受到復(fù)雜地質(zhì)條件的影響，導(dǎo)致采煤作業(yè)遇到阻礙，影響了煤礦采掘效率。因此首要解決的問題為最大程度上將煤礦礦井的掘進(jìn)周期縮短。縮短掘進(jìn)周期的有效方法為在建設(shè)煤礦巷道時(shí)，要將原來的拱形斷面變成現(xiàn)在的矩形斷面，將工作人員的效率提高； 其次增加巷道的數(shù)量，滿足礦井的高強(qiáng)度運(yùn)輸以及通風(fēng)要求。

3、煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題優(yōu)化策略

3.1施工組織管理

面對日益復(fù)雜的煤炭開采環(huán)境，采掘團(tuán)隊(duì)在實(shí)際施工作業(yè)中，要與時(shí)俱進(jìn)，通過對施工組織管理模式進(jìn)行更新，形成科學(xué)的管理機(jī)制，以便提高掘進(jìn)機(jī)在實(shí)際使用時(shí)的有效性。與此同時(shí)，還要對團(tuán)隊(duì)的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，以便進(jìn)一步完善團(tuán)隊(duì)能力，保障采掘工作的順利開展，提高采礦作業(yè)的安全性。

3.2 U 型鋼架的使用

在處理的過程中，要利用U 型的鋼架結(jié)構(gòu)實(shí)施支護(hù)固定，同時(shí)，還要在臨時(shí)的支護(hù)和錨桿的支護(hù)之間進(jìn)行混合使用，使臨時(shí)的錨桿支護(hù)、超前支護(hù)相結(jié)合，從而達(dá)到保護(hù)圍巖不出現(xiàn)垮塌以及破碎的目的。在實(shí)施支護(hù)固定時(shí)，要仔細(xì)觀察錨桿傾斜度，需要將其控制在45°之內(nèi)。在錨桿臨時(shí)的支護(hù)中增加U 型鋼架，不僅使得臨時(shí)支護(hù)以及超前的支護(hù)都能夠較好地加固，還能有效地防止煤礦中的頂板等出現(xiàn)一些破碎或是垮塌現(xiàn)象，確保煤礦掘進(jìn)處于一個(gè)安全以及穩(wěn)定的環(huán)境進(jìn)行作業(yè)。

3.3直接破頂法的應(yīng)用

對于斷層區(qū)域多的礦井，該區(qū)域的地質(zhì)條件復(fù)雜，掘進(jìn)難度較大，特別是面對地質(zhì)松軟層區(qū)域，掘進(jìn)工作尤為困難，甚至?xí)霈F(xiàn)難以繼續(xù)進(jìn)行的情況。在此背景下，施工團(tuán)隊(duì)為了確保斷層區(qū)域煤礦開采工作的安全性以及穩(wěn)定性，一般采用直接破頂法進(jìn)行支護(hù)，使掘進(jìn)作業(yè)難度降低，達(dá)到加固的目的。即利用掘進(jìn)機(jī)，將頂部松軟層質(zhì)直接破除，留下質(zhì)地非常堅(jiān)固的頂板巖，這時(shí)通過錨網(wǎng)加錨索聯(lián)合支護(hù)，解決采煤過程中的問題，減少安全隱患。

結(jié)語

總之，煤礦開采工作具有一定的危險(xiǎn)性，尤其是在十分復(fù)雜的地質(zhì)條件進(jìn)行作業(yè)，其開采難度以及危險(xiǎn)性均呈現(xiàn)正比關(guān)系。對煤礦掘進(jìn)中的支護(hù)技術(shù)問題進(jìn)行積極研究，不僅有益于我國煤礦事業(yè)的發(fā)展，還充分保證煤礦工人的安全。更新施工組織管理模式、在錨桿臨時(shí)支護(hù)中增加U 型鋼架以及直接破頂法方案的應(yīng)用均能解決掘進(jìn)過程中的問題，減少安全隱患。

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