煤礦巷道掘進支護技術存在的問題及對策

＊張曉東

（晉能控股煤業集團晉華宮礦 山西 030000）

隨著我國社會的發展和經濟水平的提升，在日常社會生活生產過程中對煤炭的需求量越來越大，煤礦開采項目也越來越多，煤礦巷道掘進施工數量也逐漸增多。傳統的錨噴網聯合支護技術是在掘進施工中經常使用的支護方式，但是隨著采礦項目的增多，面臨的礦井施工環境和內部構造也越來越復雜，在煤礦巷道掘進施工過程中受臨近空采區以及覆巖層的影響，現使用的巷道支護技術和工藝仍然存在需要改進的問題，這些問題的存在對掘進巷道施工的質量和安全產生一定的影響。經有關部門統計，我國在2018-2020年間發生的煤礦頂板事故中，大部分都是由于支護工藝不到位、支護技術不合理所造成的。因此，為了保證煤礦施工過程中的安全性，需要對頂板支護中存在的問題進行解決。

1.煤礦巷道掘進支護工作存在的問題

(1)支護技術缺乏合理性

一些煤礦企業在施工過程中，過度重視經濟效益、為了節約生產成本，在進行掘進巷道支護工作時，采用的支護材料不能達到安全要求，例如，不同的煤層屬性和硬度不同，對支護材料的要求也各不相同，對于石炭二疊紀煤層這樣松軟、斷層結構又多的煤層，需要加強支護材料的質量，因此需要施工單位在進行巷道支護時根據實際情況進行支護材料的選擇，確保支護工作的有效性和安全性。

支護工作要遵循設計部門對掘進巷道支護的設計方案進行支護操作，一些設計部門在設計方案時存在盲目性，沒有根據巷道受壓狀況及巷道頂板圍巖的狀況進行設計，對施工現場存在的斷層碎裂帶沒有采取合理的支護設計方案，從而留下了安全隱患，為后續頂板維護工作增加了難度。

(2)支護工藝缺少完善的安全管理

目前，煤礦企業對頂板支護工作缺少足夠的重視意識，沒有對頂板做好支護工作。導致由于在掘進工作時出現頂板破裂以及頂板過斷層帶受到壓力過大，最終致使頂板下沉，沒有支護措施進行保護，將會造成嚴重的煤礦頂板安全事故的發生。

在施工人員進行巷道掘進施工時，作為一線操作人員缺少對頂板支護安全管理，在完成支護工作之后沒有對支護失效的情況及時解決，沒有檢查支護質量。在進行巷道炮掘時，由于強烈的爆破操作，會導致很多支護裝置出現失效的情況，如果不及時采取補充支護措施將會留下安全隱患，造成巷道冒頂的現象[1]。

(3)支護設備不夠先進

采用懸臂式掘進機進行頂板支護，通常用于綜合機械化掘進巷道。但是對于巷道的空頂處，利用懸臂式掘進機進行支護的質量比較差、不能達到施工現場的支護要求，容易導致現場出現支護事故。

在煤礦炮掘巷道掘進中通常利用風動錨索機對頂板進行鉆眼，由于錨索機是由人工進行操作，因此在鉆眼操作中會導致鉆眼的深度和角度都存在相應的誤差，最終導致支護存在不合格性，達不到支護效果。支護預緊工作也是由施工人員人為進行操作，依靠人工感覺便容易出現較大的誤差，導致支護性達不到預計要求[2]。

2.提高巷道掘進支護水平的應對對策

(1)優化工藝流程

工藝流程是每個行業都必須要有的工作指導，在煤礦當中尤其應該規范作業流程。例如，在工作的過程當中會使用爆破這一工藝方式，爆破是一種具有一定危險性的工作方式，一旦使用不當就會造成坍塌。但是在掘進的時候根據地質情況有時候必須要使用爆破這種方式的。為了能夠解決點眼時間長并且準確度不夠這一問題，點眼器這一工具被研發出來。這一設備最大的優勢就是可以根據巷道圍巖的具體情況來選擇最優的間距和抵抗線，從而使鉆眼質量得到了顯著的提高，并且炸藥量也控制的更完美。

(2)提高對支護工作的安全管理力度

煤礦企業負責人要加強安全管理意識，對支護技術進行強化管理，提高對頂板支護工作的管理意識。將安全責任進行細化劃分，明確各部門分管業務和責任直接負責人。根據各部門需求配備專業的技術人員提高支護工作的專業性。根據施工需求建立健全的規章制度，明確各員工的崗位職責，將安全管理落到實處。

做好頂板支護的前期勘測工作，在施工之前要對礦井地質結構、煤層存儲狀況、頂底板巖性、礦壓規律等參數提前做好觀測和勘探工作，為頂板支護工作做好基礎參考數據。

在支護工作中要重視對支護效果和質量的檢查，利用錨噴、錨索和錨桿進行支護的巷道要保證錨桿和錨索的質量、預緊力和拉力符合支護標準。防止因支護材料不達標造成的支護安全問題，要對巷道頂底板進行實施觀測，出現移近量問題要及時解決。煤礦企業要加強對施工人員頂板支護管理的安全培訓，提高操作人員的安全意識和專業能力，將支護工作安全落實，禁止空頂操作[3]。

(3)選擇合適的支護方法

在不同的煤礦當中，所遇到的巷道種類也不盡相同，需要使用不同支護方式。

在處于頂板部分比較平整的巷道當中進行施工的時候可以通過錨桿、錨索然后應用金屬網進行連接，最后在頂棚的位置進行噴漿操作和永久支護的方式，這樣便能夠將頂板永久的支護，通過這種方式支護的巷道具有極高的穩定性，并且在使用噴漿的方式進行固定的同時有效地改善了頂板的破碎問題，對于頂板的平整性有了顯著的提升。

在煤礦當中進行挖掘的過程當中，經常會出現巷道頂板破碎或者巖石的質地較軟的情況，遇到這樣的巷道首先需要做的便是在頂板先注射經由馬麗散和催化劑共同混合的液體，并且還應該使用撞楔的超前支護方式。這樣做的目的是先將頂棚破碎的地方固定住，待頂棚確定穩定性后再使用永久支護的方式，只有這樣才能夠讓頂棚的強度符合要求[4]。

還有一種比較復雜的情況就是在經過斷層帶這種比較麻煩的地質情況時，如果想要對這樣的地形進行支護一定要將斷層地帶中破碎的巖石部分穩定，首先需要做的就是阻止周圍的巖石進一步發生形變。我們可以采用在斷層巷道中增加工字鋼棚的方式來大體上固定住地形，然后在使用上一種方式將碎巖地帶進行穩固，最后進行永久加固。由于這種巷道的地形比較復雜可以降低每個支護間的間距，但是使用的支護材料必須要符合規定的要求。

另外在煤礦中進行掘進時，為了保證掘進的效率必須要使用掘進設備，在使用設備的時候一定要注意工作面與頂棚之間要保持合適的距離，一旦之間的距離太近，在經過已經出現破碎的頂板時就有可能將頂板刮落。并且我們現在所使用的懸臂式掘進設備技術還不太成熟，無法做到在掘進的同時對頂棚進行支護，因此需要根據實際情況設計一套如下圖的工裝能夠對頂板處進行臨時的加固操作，這樣便能有效的降低頂板的安全問題。

圖1 掘進巷道絲杠式前探梁超前支護剖面

(4)更新維護掘進支護技術

在煤礦掘進施工的過程中，巷道頂棚的安全工作特別的重要，因此掘進的設備一定要進行及時的更新和維護。現在科學技術比較發達，設備的種類也十分的豐富，要學會根據不同的情況選擇不同的設備。現在的智能化設備已經全面應用到了社會的生產過程當中，在煤礦施工中我們也可以引入智能設備，對支護設備工作的參數進行維護和監測，并且在施工過程中對頂板進行監測。這樣既保證了巷道中支護的質量又能夠有效地提高安全性。

3.結束語

煤礦是我國重要的能源，在我國的發展中占據著不可動搖的地位，為此煤礦中的安全問題需要特別的關注。在巷道中進行掘進施工以及支護的過程影響因素比較多，無論是設備的效率低還是地質結構比較復雜都容易對掘進和支護的結果造成影響。為此，在煤礦開采之前和開采的過程當中要對掘進和支護的工作進行仔細的分析，根據煤礦當中的實際情況來制定相應的策略，對于掘進和支護的工作要嚴格的進行管理從而提高施工的質量，工作的效率和煤礦的開采量。