煤礦掘進支護問題與合理應對

孫大勇

摘 要： 在煤礦施工過程中，由于地下環境復雜，影響因素較多，容易出現各類突發狀況。基于此，本文主要介紹煤礦掘進支護問題，重點闡述掘進支護問題的應對措施，推動煤礦采掘事業進步發展。

關鍵詞： 煤礦掘進；支護問題；應對措施

引言

隨著我國煤礦開采力度的加大，地下資源銳減，造成礦井內的工作面也不斷加大。另一方面，由于礦井內的地質結構以及施工環境復雜，對支護方式的穩定性要求越來越高。部分礦井由于技術設備等因素限制，導致存在一定安全隱患，因此，針對當前的煤礦開采情況，制定合理的應對措施有助于確保煤礦安全生產，本文就此展開論述。

1、當前煤礦掘進支護過程中存在的問題

1.1支護技術不科學

目前，大部分煤礦為了節約生產成本，對巷道進行掘進時未能根據礦井的地質條件對支護設備進行設計。加上煤層中斷層結構較多，煤層松軟等因素，導致巷道對支護材料的選擇要求較高，同時支護成本也不斷增加[1]。

目前部分設計部門對巷道進行支護設計時，對巷道周邊的頂板圍巖情況以及巷道受壓情況考慮不足，導致設計存在較大的盲目性，同時對于破碎頂板的處理不到位，使頂板維護工作難度加大，增加煤礦頂板發生事故幾率。

1.2對支護工藝的安全管理不足

當前，部分煤礦企業對頂板支護的認識不足，導致工作面容易出現破碎、頂板過斷層帶以及頂板發生下沉時，不能及時采取有效防護措施，導致頂板發生事故的幾率大大增加。

另一方面，施工人員對巷道進行掘進時，由于頂板支護的防護工作嚴重不到位，同時還不能及時對支護質量以及支護的失效情況進行檢查，由于爆破影響將會導致巷道內部振動情況增加，相鄰的工作面將會出現不同程度的支護失效情況，一旦應對措施采取不夠及時，將會導致嚴重巷道冒頂情況[2]。

1.3支護材料不合格

在煤礦掘進過程中，巷道頂板使用的材料不合格也是影響煤礦頂板安全性的重要原因，當前部分煤礦企業由于對掘進使用支護材料的認識程度以及相關技術水平限制，將會導致對頂板進行支護時，難以充分考慮施工的具體情況，材料的長度以及相關尺寸參數往往不能滿足實際施工的支護需要。

另一方面，煤礦企業為節約成本，通常會在材料的選擇使用過程中沒有完全按設計需要選擇，目前部分煤礦依然使用的是水泥托板、樹脂錨桿等進行掘進支護，這種支護材料以及相關的支護方式由于抗壓能力弱，對周邊圍巖的支護效果不理想，導致巷道頂板支護穩定性不理想。

1.4支護設備非常落后

煤礦炮掘巷道中，普遍采用的是風動錨索機設備進行頂板的鉆眼操作，但設備在鉆眼使用過程中由于人為操作誤差，導致鉆眼角度、眼深存在一定誤差，嚴重影響頂板支護質量，合格率會嚴重下降。在進行支護施工時，需要進行人工跟進，存在憑經驗作業的情況，嚴重放大誤差，難以滿足支護設計需要。

對于綜合性的機械化掘進巷道，通常會選擇使用懸臂式掘進機完成頂板支護工作，但這種設備在進行掘進支護時難以對巷道空頂進行超前支護，導致支護效率和支護質量有所下降，同時也大大增加支護施工事故的發生可能性，難以滿足施工的支護需要。

2、應對策略分析

在煤礦作業中，煤礦支護作業是提高煤炭工程項目安全、穩固性能的基礎性工作。因此各相關管理人員應加強安全保護措施的落實，不斷提高設備和裝置的安全系數，優化作業方案和細節，確保方案的落實，并且在采掘作業中，作業人員要嚴格按照施工方案的要求和規范進行作業。

2.1吊環式前探梁的使用

吊環式前探梁是利用前探式支架形成的臨時支架結構。其制作材料有11#工字鋼、π型鋼等材料，其前探梁的長度要大于3m。在實際應用中，必須保證吊球的牢靠性，避免剛度、強度和前探梁之間存在較大差異。前探梁的搭建要考慮巷道中線的位置，中線位置確定合理之后才可進行鋪設作業，前探梁中間和端頭的位置間距為1m左右[3]。在對其進行固定的時候需設定兩個以上固定點，前探頭與端頭的距離不能大于30cm。在進行上方支護施工中，可采用方木等材料輔助，還可在錨桿位置處預留一些距離進行絲扣處理，距離不能大于10cm。

2.2吊鏈式前探梁

在利用前探式支架臨時施工時，前探梁需要借助π型鋼加工制作，其型鋼長度在3.5m以上，若需要進行加固可選用吊環進行，吊環式與吊鏈式前探梁布設方法大體一致，都需要借助巷道中線的具體位置作業，端頭和中心的位置前探梁間距在1m左右。這種方法在施工中需要提前進行臨時支護管理，要避免空頂作業的風險，同時也要考慮連鎖加工施工。在當前的施工中，單個加棚的連棚器數量不能少于2個，布設位置在底板上端1m左右處最為合理。如施工速度較慢，則可提前采取架棚加固處理，提高架棚的安全性和牢固度。

2.3單體柱、π型鋼前探梁的結合使用

π型鋼前探在施工中，當梁體長度大于3.5m的時候，應當采用外注式液壓裝置進行處理。在架設的時候，要控制梁體前端的距離，梁體之間的間距要大于1m，并且前探梁處要設置液壓支柱，每個梁的支柱不能低于3個。在施工中，最重要的是端面間距、前超支護距離要保持30cm以內，用方木、穿桿等材料輔助應用，增強前探梁上端的穩定性，防治不安全事故帶來的隱患或危害，如果在清理浮石后來移動前探梁作業，需做前移處理[4]。

2.4利用混凝土材料完成永久性施工

采用混凝土支護材料可以有效改善支護質量，但這種支護對于巷道有一定的要求，具體巷道的使用年限需要符合相關的規定。另外，在進行混凝土支護施工前，應該確保周邊的材料質量符合相關規定。混凝土施工的具體形式包括錨網噴、石碹和混凝土支護。具體要注意以下幾個方面：第一，在噴射支護前應該對周邊的安全性進行考慮，從而避免噴射效率不足導致的危害。第二，在后續施工時，應該對噴射距離以及噴射量等因素進行考慮，從而保證噴射效率。第三，在后續施工中還需要預先安裝臨時錨桿，然后對周邊范圍內的圍巖進行噴射，并綜合考慮質量以及厚度等要求，避免由于噴射效果不佳帶來負面影響。第四，需要重視對支護設備和支護技術的更新，同時要結合實際情況，對支護的具體方式進行選擇。隨著相關技術與材料科學的發展，新型工藝的出現，對于改善支護穩定性、提高支護質量具有重要意義，對于煤礦企業取得更大的經濟效益及社會效益具有重要意義。

2.5 持續更新掘進支護設備

為確保掘進巷道支護安全可靠，必須及時更新設備，根據煤礦實際生產情況，科學、合理地選取支護設備，提高支護結構穩定性。目前美國已研發出智能監測掘進支護設備，該設備在鉆眼過程中可對頂板圍巖進行監測，同時在施工錨桿、錨索時錨固力、預緊力通過電子顯示屏可進行調整觀察，大大提高巷道支護質量，降低支護勞動強度，有效提高巷道頂板穩定性。

3、結語

綜上所述，煤礦掘進過程中，應該確保頂板的支護質量以及支護效率，確保煤礦作業的安全，同時還應該加強對支護設備以及支護技術的研究，通過全面考慮各類影響因素，采取有效措施進行控制，提高作業的安全性。本文中詳細分析煤礦掘進支護中普遍存在的問題，并給出針對性的解決措施，推動煤礦采掘業快速發展，為社會經濟發展提供持續能源支持，實現社會主義現代化建設的目的。

參考文獻

[1]李彥鵬.關于煤礦掘進支護問題及應對方法探究[J].技術與市場，2017，24（06）：170+173.

[2]岳春雨.煤礦掘進支護中的常見問題及對策探討[J].內蒙古煤炭經濟，2016（24）：43-44.

[3]周云龍.煤礦掘進支護中存在的問題及應對策略[J].能源與節能，2016（08）：123-124.

[4]楊超，趙鴻儒.煤礦掘進支護問題與合理應對建議研究[J].內蒙古煤炭經濟，2016（11）：41+55.