煤礦井下巷道掘進中的安全問題

（冀中能源股份有限公司邢臺礦掘進一隊，河北 邢臺 054000）

一、引言

中國大部分煤礦煤層埋藏深度比較大，需要采用井工方式進行開采。在煤礦井工開采時，需要開掘大量的巷道來服務于煤礦生產。由于中國煤礦地質條件復雜，在巷道掘進過程中很容易發生掘進安全事故。因此，需要重視煤礦巷道掘進中的安全問題并予以解決。巷道掘進中的安全問題與破、裝、運、支等施工工序中的安全問題密切相關，而在鉆爆法施工、巷道支護及頂板管理等方面問題更為嚴峻。每一道工序出現問題，都可能會引發巷道掘進安全事故。本文對巷道掘進施工工藝流程中存在的問題進行了分析，并在此基礎上提出了一些改進措施，以期減少掘進過程中安全事故的發生。

二、巷道掘進中安全問題分析

（一）監管力度較差

大部分煤礦企業為保障井下巷道掘進作業的安全開展，會出臺相應的監管制度和規定，但是在具體落實期間，其監管制度和政策仍滯留于表面形式，體現出執行力不足、針對性不強、實際效用無法發揮等現象。此外，部分煤礦企業所頒發的一系列監管手段，其中大部分僅是在以往管理模式中進行管理手段的優化，所以其監管力度無法滿足井下作業的實際開展，導致安全事故的發生頻率未得到有效縮減。2017 年、2018 年和2019 年全國煤礦事故發生次數分別為219起、224起和170起，事故發生頻率沒有明顯降低；死亡人數分別為375人、333 人和316 人，死亡人數繼續下降，但降幅較2017 年之前明顯放緩，安全機制有待進一步完善。

（二）煤礦巷道支護技術中的安全問題

地下煤礦在我國煤礦中屬于比較常見的一種，因此，要想將煤塊從地下運出，就需要用到人工開挖巷道的方法。然而，因應力作用給支護作業帶來風險是煤礦井下巷道支護技術中常見的問題，對于地質條件相對較差的地區來說，巷道的掘進速度也會相應降低，甚至還會被迫改變施工工藝。在開展煤礦巷道掘進作業的過程中，常需要用到錨噴和爆破相結合的技術，爆破則需要準確確定炮眼的位置，這些工作都需要用人工的方法來予以落實，在精確度到達不了100%的前提下，這些細微的因素都會對錨噴支護質量產生影響，對于錨噴支護而言，光面爆破是該項作業的基礎以及前提，但是這種控制技術對爆破參數以及現場操作要求極高，適應了機械化操作的礦工很難滿足人工爆破需求。

（三）頂板管理中的安全問題

對于生產巷道的頂板，需要采用一些永久性支護措施，主要為實施錨桿支護、聯合支護等。在支護時需考慮巷道圍巖的應力情況及圍巖的完整性。即使是支護后的巷道頂板，也存在很多安全問題。現在很多巷道在支護時采用的是錨桿支護，但錨桿支護很多參數的設定都采用的是工程類比法，很難保證支護巷道的可靠性，加之主動支護自身存在的“隱蔽性”，如果沒有可靠的動態監測手段，很難確定錨桿是否處于有效的工作狀態。此外，巷道還可能受到動壓的影響，受到動壓影響后會加劇巷道的變形，長時間作用下會導致巷道突然破壞，這種情況增加了巷道支護的難度。

三、改善巷道掘進的安全措施

（一）合理選擇掘進工藝

掘進工藝對于巷道的快速安全掘進有重要的影響。在設計巷道時，設計人員應該結合礦井實際地質情況，合理確定包含支護參數和輔助運輸在內的掘進方案。掘進模式多樣化在某種程度上也有助于礦井生產效益的提升，針對同一礦井、不同地質情況的掘進工作面，可靈活選擇最適宜的掘進工藝，以確保各個掘進頭面的進尺效率，提升整個礦井的生產效益。例如在掘進斷層多巖石硬度大，巖巷段較多的巷道時宜采用截割能力更強的懸臂式掘進機，而在地質條件簡單的厚煤層掘進巷道時采用連采機則更能快速高效地掘進。

（二）完善頂板管理

在巷道掘進過程中，頂板管理的關鍵措施是對頂板進行加強支護和及時支護，控制頂板的變形。在加強支護時，應該選擇一些主動支護方式，通常采用液壓支柱或加密錨索。主動支護能有效地控制巷道頂板的變形，但是可能會破壞頂板，這就需要確定合適的主動支護力。頂板的完整性和穩定性是影響巷道掘進施工的首要因素，這就要求掘進時嚴格控制巷道的空頂距，及時支護。為了保證巷道頂板的完整性，需要使用一些先進的施工設備來減弱對頂板的沖擊。總的來說，要想從根本上使巷道趨于穩定，就要在最短的時間內對巷道進行永久支護。只有準確無誤地實施頂板支護，才能保障安全事故不再發生，保證巷道施工的順利進行。

（三）煤礦巷道支護技術的完善措施

不管是煤巖的破碎還是巷道的支護，都需要注重巖石的性能，立足于巖石周圍的性質來達到降低施工過程中遇到問題的幾率。在落實掘進工作的過程中，巷道的參數隨時發生這改變，應該及時搜集相關資料并加強巖性探測，并且控制參數在合理的范圍內，從而有效確保巷道的安全。支護設計工作同樣也很關鍵，運用一定的設計思路，選擇合理的設計方法，是強化支護作業承載力的關鍵。在煤礦開采的過程中，巷道的布置經常會隨地質條件變化發生改變，因此，在落實掘進工作的時候要格外注意，通常情況下，需要選擇具有較好柔韌性的結構，從而有效控制掘進變形現象。一般而言，主要將木支架用在斷面不大、地壓小并且服務年限不長的掘進工作中的臨時支護或者采區，在地壓不穩定、地壓大并且圍巖變形比較大的巷道中，需要用到U 形剛可塑性金屬拱形支架，或者延伸率更高的錨桿、錨索聯合支護。

四、結束語

綜上所述，作為煤礦井下作業中的重要組成，巷道掘進作業能否安全開展關乎到企業井下作業的安全性，甚至影響到煤礦企業煤炭生產效率。鑒于此，煤礦企業應強化對巷道掘進作業的安全管理，基于對當前巷道掘進作業存在問題，提出科學安全管理優化措施來降低掘進施工安全事故的出現幾率，為后續煤炭資源生產作業的安全開展提供保障。