煤礦掘進支護中的問題及應對策略

李宏忠

（晉能控股煤業集團大斗溝煤業公司機掘四隊，山西 大同 037003）

煤礦開采過程中，大部分工作都需要礦工深入地表下的巷道去完成，這是順利開展采煤工作的基礎條件。但是地下條件非常復雜且環境惡劣，給采礦人員生命安全帶來極大的安全隱患，而做好煤礦掘進支護工作是保障工作的基礎，所以就需要積極探索更高水平的煤礦掘進支護技術，致力于提升煤礦掘進支護工作質量，助力我國煤礦開采工作高質、穩定的進行。

1 煤礦掘進支護的重要意義

煤炭行業作為社會支柱產業促進社會經濟的進步，所以更應該重視生產過程中的安全防控措施。在煤礦采掘過程中，采礦人員要在合理布置管道的基礎上配合相應的安全措施，為整個掘進過程提供安全保障[1]。對此，就需要專業人員在煤礦掘進工作中要提前設置礦井安全防護措施，以“因地制宜”為原則對煤礦開采工作進行合理布置，有效的預防井下采煤事故發生。

2 煤礦掘進支護中存在的問題

2.1 支護設備水平與巷道革新需求不相符

為了更好地適應市場需求，從安全角度考慮，必須將傳統的拱形斷面轉變為矩形，在提升工作效率的同時賦予斷面更大的利用價值。以提升作業效率和產量最大化為目的發揮大機械的作用。煤礦企業加大斷面意味著要更高要求的回采巷道埋深和數量，多巷道開采模式的應用讓巷道埋深圍繞著由淺入深、由簡入雜的原則開始改進，改進后的煤炭巷道就無法從原有支護中得到足夠的安全保障[2]。就現階段我國掘進支護設備而言，不管是剛度還是硬度都呈現了無法滿足當下開采需求的問題，所以煤礦支護設備要不斷強化功能與性能，否則無法應對愈加復雜的地質開采條件。

2.2 支護工作機械化程度和效率不高

煤礦開采作業的施工環境在大規模開采發展趨勢中變得越來越復雜，我國煤礦開采工作還是以礦工開采為主。據相關統計結果顯示，我國大約有80%煤礦開采工作都是井下作業，在掘進巷道作業環節中要使用復雜的掘進機。懸臂式掘進機是目前應用頻率最高的一種煤礦掘進機械，但這類機械掘進巷道后的巷道頂板支護工作都是人工操作完成，施工人員使用杠桿、鉆頭和扳手等傳統工具開展支護作業，機械化程度不高。另外，由于人工作業的工作效率不高，在一定程度上拉長了煤礦開采周期，影響了整個開采工作的效率。

2.3 煤礦內部巷道適應性不高

大部分煤礦的開采工作在初期發展階段都沒有完全按照由淺入深的原則進行。隨著煤礦開采工作的不斷深入，就出現了許多巷道和開采作業線路不適應的情況，這大大增加了預防巷道事故工作的難度，一方面影響了煤礦巷道運輸作業的效率，另一方面還制約了煤礦企業的經濟效益。由于煤礦內部巷道適應性不高，所以采礦人員在很多作業環節中都會受到巷道的影響，甚至選擇了錯誤的施工方式，讓巷道工作埋下了巨大的安全隱患，進而影響整個煤礦開采工作。

2.4 內部巷道結構得不到有效調整

通過分析巷道設計得知，以往的煤礦巷道布置方式幾乎都是以單一巷道為主，之后的巷道頂部也是統一的拱形設計。但就實踐經驗表明，這種設計方式不利于充分發揮機械設備的功能。由于內部巷道結構難以被有效調整，所以大部分煤礦企業只能將其改為矩形多巷道，盡可能的提升安全性，在改善礦井通風條件的同時控制礦井安全事故的發生，最重要的是巷道設計的改進是后續順利開展巷道支護工作的重要基礎。

3 應對煤礦掘進支護問題的策略

3.1 合理的使用機載前探梁

將機載前探梁合理的應用到煤礦掘進環節中既能實現操作簡化，還能提高掘進施工的安全性，有效地提升巷道掘進作業效率。機載前探梁的使用要在結束截煤、割煤和裝煤工作后馬上放下切割頭，正式施工前要認真檢查支護裝置零部件，重點查看是否有零部件缺失或管路受損的情況，確認檢查無誤后再開始相關操作。操作人員在采用機載前探支護時要在未完全升起的機載前探支架上做好鋪網工作，確保順利將支護材料送至頂部，提升施工操作安全性[3]。另外，機載前探支護對頂板還具有支撐作用，可在一定程度上控制掘進環節發生頂板坍塌。合理有效的應用機載前探支護能在降低施工人員勞動強度的同時，還能提升掘進作業效率。

3.2 致力于確保前探梁的穩定性

在前探梁的布置和具體施工過程中，支護工作的完成需要借助吊環進行。缺乏必要固定裝置的全探梁在支護過程中難以完全發揮功能和作用。要想有效改變這種情況就需要專業人員將必要的支點裝置加入到前探梁前，再配合校正支護工程的實施來強化機械支護功能。在具體的操作過程中，專業人員要以確保前探梁安全性為目的保證吊環質量，從而提升前探梁的穩定性。我國各大煤礦企業要嘗試將各種先進的掘進支護技術應用于煤礦掘進中，力爭提升支護質量。

3.3 聯合使用錨固和注漿加注技術

以加強巷道實用性和安全性為目的，在巷道掘進和開采過程中要立足于現狀適當的改善傳統錨固方式。尤其是煤礦企業開采工作中松散的煤巖巷道過多時，如果繼續沿用以往的錨桿支護方式很可能會破壞巖體巷道，為了避免錨固操作對巷道損傷進而影響巷道的實用性和安全性，可聯合使用錨固和注漿加注技術完成注漿錨桿和注漿錨索，再或者在巷道兩肩角位置補打錨桿，提升巷道的穩固性和實用性。

3.4 單體液壓支柱配合鉸接頂梁

煤礦掘進支護工作可以選擇兩項或多項技術聯合實施，比如型號為單體的液壓支柱和HDJA-1200的鉸接頂梁，將兩者之間的排距和柱距控制在1.1 m和1.2 m上下，距幫的距離不超過0.6 m，重點是確保柱子位于頂梁中間。一旦有放炮現象發生就要第一時間把頂梁掛上并插上水平稍，隨后鋪設好提前準備的鋼筋網，打上水平楔后將一個單體的液壓支柱支設在頂梁下方[4]。另外，在一個巷道中要確保鉸接頂梁和單體液壓支出排成三排，以'一梁一柱'的原則完成支設工作，要重點關注頂板破碎的地方，將一個小棍子穿插在相近的兩排頂梁之間，為了避免出現漏頂問題，要控制穿插小棍的間隔為300 mm。

3.5 加設U型鋼架在錨桿臨時支護中

對于斷層落差較大或者巖石堅固性高的采礦環境，可以將U型鋼架用于巷道固定工作中，提升巷道穩固性和安全性。在具體操作中要合理使用U型鋼架結構完成支護固定，同時還要將其穿插與臨時支護和錨桿支護中間，根據實際情況實施混合使用，完美結合超前支護與臨時錨桿支護的融合，最大化地避免圍巖因穩定性不高而出現破碎、垮塌等情況的出現[5]。在支護固定操作實施過程中，要絕對精確地控制錨桿傾斜度，不可超過45°。將U型鋼架增設在錨桿臨時支護中，一方面能提升臨時支護和超前支護的牢固性和穩定性，另一方面還能在一定程度上避免煤礦頂板出現垮塌、破碎問題，從而更好地促進煤礦掘進工作環境的安全性和穩定性。

3.6 致力于加強煤礦掘進支護質量管理

煤礦企業管理人員要從思想層面上提高對巷道掘進支護工作重要性的認識，進而從日常管理環節入手提升支護質量管理。將制定的合理管理措施落實到位，并接受專業技術人員的支護安全和質量檢測，在支護質量管理中強化技術管理力度，只有管理層提升對頂板管理的重視才能讓明確劃分各部門對支護智聯管理的責任，分配專業性的技術人員和先進設備用于支護質量的檢測以及完成支護工作后的巷道抗壓性檢查。在全面分析煤礦開采的地質構造、煤層賦村、力學參數、礦壓顯現、環境等情況的基礎上，為煤礦開采工作提供科學的地質預測預報信息，在頂板支護技術的選擇和應用擁有更具價值的參考數據。針對應用錨桿和錨索支護的巷道，同樣需要在完成支護工作后進行全面檢查，重點在于確保錨桿和錨索的拉力以及材料均符合支護作業的標準和要求。另外，在觀測巷道底板移近量的環節中，要高度重視支護質量問題，避免發生巷道冒落事故。最后要定期對支護工作人員進行培訓，在強化安全意識的同時增強其對頂板事故的防范能力。

4 結語

我國煤礦產業在科學技術和社會經濟水平上升的過程中獲得了迅猛的發展，多項工作技術都實現了巨大成就，但同時也面臨了更多技術革新挑戰，尤其是不斷加深巷道掘進深度和廣度，需要更高水準的支護技術才能讓掘進工作順利進行。煤礦企業要想實現巷道的安全性和暢通性，就要立足于實際情況進行有針對性的技術革新，通過反復實踐來探索新方法和新技術，讓我國采礦作業安全性得到有效提升，助力我國煤礦行業健康穩定發展。