煤礦掘進支護中常見的問題初探

＊盧 騰

（忻州神達安全技術綜合服務有限公司 山西 034000）

社會經濟不斷發展，科學進步迅速更迭，現階段，煤礦掘進支護技術進行了新一輪的變革，特別是隨著煤礦事業的發展，掘進技術衍生出更多元化的形式。當前，煤礦挖掘難度持續加大，對于煤礦人員產生的安全威脅日漸增加，所以煤礦礦井應該加強支護，確保煤礦施工的整體安全。然而，縱觀當前煤礦掘進支護技術在應用過程中仍然存在一定的不足，因此本文針對煤礦掘進支護常見的問題展開討論，希望能夠彌補其中存在的漏洞，運用煤礦掘進支護技術為我國創造更多的經濟效益與社會效益。

1.煤礦掘進支護的作用與基本現狀

(1)煤礦掘進支護的作用

作為國家經濟領域的重要支柱性產業，煤礦企業能夠為國家各個行業提供充足的發展動力與能源保障。然而，如何確保煤礦產業的安全是當前煤礦企業重點研究的重點工作。如果煤礦企業缺乏安全防護與管理，極易引發各類坍塌事故，造成嚴重的財產損失與人員損害等。為了有效減少煤礦災難，應該加強煤礦掘進支護鞏固工作管理，在開展煤礦掘進支護工作過程中，結合掘進支護工作的具體工作情況，充分發揮煤礦掘進支護的功能。從本質上來講，煤礦掘進支護的存在，是企業經濟建設的保障，同時也是人員生命健康安全的守護者，倘若在這一方面存在問題，極容易導致巷道坍塌，地下水蔓延與覆蓋，礦物質受到污染，所產生的社會影響無疑是十分巨大的。

(2)煤礦掘進支護的應用現狀

根據有關調查數據顯示，煤礦企業在開展巷道掘進中通常會沖擊到原巖應力，由此導致巷道掘進缺少穩定性，引發一定的危險因素。煤礦中的圍巖在一定程度上會受巖體內部的影響，產生一定的坍塌或者位移等問題，甚至引發更大的安全事故，威脅到工作人員的生命安全。因此，在煤礦巷道掘進支護過程中，為了能夠合理地控制頂板，減小頂板間離層，施工人員應該在有效的時間內借助于支護技術減輕圍巖發生的變形量，避免石塊掉落，威脅到工作人員的生命安全，確保煤礦巷道掘進工作的正常進行。因此，煤礦工作人員在開展巷道掘進支護工作中，應該分析其中存在的不足問題，并聯系到當下的煤礦環境與外在條件，發揮煤礦掘進支護作用。

2.分析煤礦掘進支護技術的常見問題

(1)煤礦巷道缺乏實際改良

煤礦開采工作中，有關巷道的參數需求會隨著社會建設而發生改變，比如說，在大小以及寬度上，都要根據現場的礦物質分布以及土質標準進行調整，選用符合要求的開采技術，以機械化手段為主，從而來提高整個工程的施工效率。一般來講，相關人員在巷道寬度的設計中，會考慮到所選用機械設備的大小、開采面積以及效率，并完成巷道數據的調整，就目前來看，由于我國所選用的掘進支護手段較為落后，無論是設備還是技術上都存在一定的不足，這就使得煤礦巷道的尺度變化很容易會受到外在因素的限制與影響，開采工具的作用難以得到提升，對于煤礦企業自身的發展也會產生阻礙。

究其原因，是因為巷道的設計形式單一化特性明顯，整個發展空間相對狹小，能夠利用的斷面區域較小，效率不足，以至于設備的運行質量受到影響。同時，煤礦巷道本身的推進模式大多是由淺入深，循序漸進，在這一過程中，掘進深度的數值延伸，也會使得傳統的通風系統與運輸系統無法達到預期效果，所面臨的社會要求也會隨之提升，這就需要企業及時進行支護模式的調整，改變簡單形式的影響，進而來達到預期的巷道建設目的。

開采煤礦資源時，煤礦巷道是起到關鍵作用的輸送通道，一方面它能夠將煤礦運輸到地面，另一方面巷道也是煤礦工人開展工作的重要環境。然而，在實際工作過程中，大多數企業在開采煤礦過程中往往缺少對煤礦巷道的關注和重視，在巷道建設中采取一些舊的基礎設施和模式。原因在于，巷道建設需要運用過多的成本，企業想要保證更多的產值，便忽略了安全方面的投入，導致巷道建設難以滿足安全需求，沒有更新現代化機械設備的開采條件，甚至難以提升掘進開采效率，煤礦開采作業條件較差。較為常見的巷道支護包括：料石支護、木支護、混凝土砌碹、U型鋼支護等，最為常用的是錨桿支護及噴射混凝土支護，如圖1所示。

圖1 料石支護

(2)煤礦支護設備技術更新不及時

縱觀當前煤礦開采工作中，煤礦開采需求與當下企業擁有的生產設備之間存在脫鉤現象，一些煤礦支護設備相對陳舊，難以適應外部的生產開采需求。此外，由于當下地質環境和地理條件越來越復雜，在實際開采過程中安全操作較慢，對于施工團隊的技術要求較高，特別是近幾年我國煤礦事故頻繁發生，如果煤礦支護基礎設備更新換代不及時，將會難以適應日新月異的煤礦行業發展趨勢。

舉例來說，在某年某地發生的煤礦冒頂堵人事故中，由于煤礦掘進機發生故障無法正常工作，當時負責這項工作的綜合班安排1名電工到施工現場進行修繕掘進機，并且安排6人配合電工修繕掘進機。然而，由于試撿漏后仍然無法送電，值班人員隨即打電話卻無法接通，到達現場時發現風筒脫節，巷道冒頂，如圖2所示，頂部出現碎矸淌漏，皮帶機架壓趴，然后迅速打開壓風，安排外面人員調度大隊開展救援，幾名被困人員全部脫險。通過此次事件可以看到，一些支護設備沒有及時更新，如錨索網支護設備落后陳舊，極易引發各類安全事故，影響人員工作。

圖2 冒頂事故

(3)煤礦開采機械設備需要完善

掘進機是開采煤礦資源中較為關鍵的機械設備，主要通過機械原理來探測、開采、運輸資源。現階段，我國最常用的機械設備為懸臂掘進機，這種機械設備能夠滿足煤礦各類開采條件與環境。然而，在一些特殊的煤礦掘進工作中，施工人員通常需要對支護錨固作業工作，因此攜帶的設備數量與工具的重量相對較大，由此加劇了掘進機開采的難度，降低了整體開采效率，影響最終掘進機工作的質量，同時為一些煤礦單位埋下了巨大的安全隱患。因此，煤礦企業應該結合當前社會經濟發展形勢與煤礦的外部環境等，合理創新煤礦開采機械設備，進一步提升煤礦巷道掘進工作的整體效率與穩定性。

(4)煤礦掘進支護難以應對復雜地質情況

當前，我國常見的錨桿支護手段種類多樣化，如水泥錨桿、樹脂錨桿以及機械錨桿，這些都是具有極高應用頻率的。不過，就目前來看，這類錨桿無論是剛度還是支護強度，其本身都存在著一定程度的問題，在應對復雜地質或者未探索的地區時，無法發揮有效的支護作用，進而產生較為嚴重的影響。例如，在開展復雜地質掘進與施工時，會發生支護失效甚至是變形的問題，尤其是處于采空區邊緣，由于受到側向壓力以及工作面的影響，壓力之間的相互疊加，會極大程度上放大作用力的作用效果，使得外側支護在短時間內發生被破壞的情況，整體結構變形彎曲，下沉明顯，底板結構裂縫嚴重，甚至還會發生開裂的問題，進而使得煤礦施工與開采的安全無法得到保障，后續的工作內容也會受到影響。

3.探究煤礦掘進支護技術的有效應用策略

(1)完善煤礦巷道建設，提高運輸通道安全

煤礦開采技術的進一步應用，以及開采作業效率的提高，有賴于煤礦開采中的安全防護工作是否做到位。因此，煤礦企業應該可以進一步改善煤礦巷道的有益建設。首先，應該拓寬巷道的作業范圍與面積，改善過去拱型的巷道，轉變為矩形巷道，確保機械設備能夠正常地通行。其次，改良煤礦巷道，便于開采煤礦工作之后進行通風，通過巷道改造可以排放瓦斯等有害氣體。最后，促進單巷道施工向多巷道施工的轉變。通過巷道開采的實踐經驗中可以得知，采取巷道埋深的方式，能夠加快由淺及深的變化，滿足不同的煤礦資源開采地質環境，使施工團隊能夠在各種條件下順利開采，提升施工人員安全性。

(2)創新煤礦巷道支護設備，滿足不同施工需求

在選擇煤礦支護工藝的過程中，應該遵循煤礦的實際情況，因地制宜進行選擇。比如，如果遇到一些矩形斷面的施工開采環境，在進行支護處理技術時，若想保證巷道圍巖的穩定性，則應該運用錨桿支護和錨索支護相結合的方式，加強支護質量，同時運用錨桿插進裝好的孔徑之中，并且將錨桿固定在巖層中，運用錨索轉移多余的巖石，保證巖層的整體穩固性，確保巖層在施工中的安全。如圖3所示。利用支護礦井斷面的過程中，要結合斷面的實際面積來選擇施工設施，如果斷面面積相對較小，可運用小型支護設備；如果斷面面積較大，則需要選擇一些大型的支護設備。在施工中，考慮到一些煤礦區具有通風需求，支護技術應用要由淺及深、由易到難地轉變，提高支護技術的創新性、先進性，滿足不同的復雜地形，創造更多的經濟收益。

圖3 錨桿支護技術

如果不注重支護設備的保護，極易引發事故。例如，某礦綜掘施工的煤巷交岔點在某年發生一起冒頂事故。該隊五名職工在4324下平巷交叉口第一部皮帶路搞衛生時，由于該處頂、底板移近量和頂板淺部離層大，且錨索未錨固在頂板穩定巖層中，造成交叉口出頂板突然冒落，將趙某等5人埋住。3名工人被砸死，2名重傷。

(3)合理發揮混凝土支護作用，加強煤礦掘進的穩定性

結合煤礦開采安全案例來看，采用混凝土永久支護方式，能夠滿足巷道支護的安全需求。在運用混凝土支護技術的過程中，需要高度重視以下幾個方面：一是控制好混凝土噴射的質量，調節噴射距離。噴射厚度滿足不同的施工地質條件，所以要拓寬噴射的范圍。二是控制好噴射的厚度，可以運用臨時錨桿，按照不同的層次進行噴射。通常首次噴射時，要控制好厚度，結合具體的實際情況增加噴射的厚度，保證噴射質量安全合格。同時，應該按照不同的情況設置好鋼絲網防銹防腐，加強鋼絲網的支護穩定性。

(4)對煤礦地質環境加強勘察，根據施工環境做足準備

在煤礦掘進支護工作中，對于地質信息的考察與錄入是最基本的參考材料，直接關系著后期掘進支護開采的質量。為此，煤礦企業應該考慮到一些地域的不同地質環境，包括頂板碎裂，斷層多，沖刷帶多，巖石堅硬等不同情況。在對地質勘測過程中，應該了解到礦山整體的地質情況，合理分析周邊的圍巖巷道間的不同聯系，便于確定來壓的方位，明確切斷壓力來源，做好之后安全工作。錨桿支護工作應該更加系統化，因此對于不同的環節應該全面分析，其中包括支護所運用的資金運用標準，工程設計，地質施工等。當明確各個環節的相應問題之后，設計好支護方案，提升支護效果。

4.結束語

新時期時代背景下，煤炭行業處于競爭激烈的市場環境中，若想資源可持續發展，則應該采取先進的煤礦挖機技術，運用創新性的煤礦掘進技術，創造更多的煤產量。但是，煤礦企業也應該注重煤礦挖掘支護技術的安全問題，完善掘進支護各個流程，消除其中存在的安全隱患，進一步提高煤礦頂板的支護質量與效率，提高煤礦作業的整體安全性能。同時，煤礦企業應該高度重視掘進支護中存在的一些弊端，加強解決，進一步促進煤礦采掘業的長遠發展，為社會提供充足的能源。