煤礦掘進支護問題及應對措施

李廣友

（陽煤集團壽陽開元礦業有限責任公司，山西 壽陽 045400）

引言

隨著煤礦行業自身快速的發展，掘進支護技術也相對得到了完善，大大促進了煤礦行業的發展，并提高了煤礦掘進支護過程中的安全系數。

據相關資料顯示：我國目前有90%以上的煤礦作業在地下完成［1］，通常煤礦施工的環境十分惡劣，煤礦巷道掘進中一旦出現問題，都會導致大量的財產損失和人員傷亡。因此，必須加強掘進支護手段及技術才能保證巷道內的巖石層穩定，提高煤礦作業的效率以及安全性。除此之外，在地下作業時，通風是十分重要的一個環節，如果煤礦作業通風效果不好，會造成工作人員中毒或傷亡現象，而支護技術則是保證巷道支護穩定性的重要條件之一。如果在掘進中沒有良好的支護的話，很可能會造成掘進過程中圍巖層坍塌現象，從而影響煤礦施工工期及生產效率，造成不必要的人員傷亡及財產損失，可以說，煤礦掘進支護對煤礦生產作業中安全性及圍巖層的穩定性有著至關重要的作用。

1 煤礦掘進支護存在的問題

煤礦掘進支護是煤礦開采中的一項重要的工序，它是通過利用錨桿等工具對煤礦邊圍的巖石層進行支護而實現掘進巷道穩定性的一個重要的技術手段［2］。雖然目前掘進支護技術有了較大的發展和提高，但就實際的施工作業情況來看，在掘進支護中仍存在著不同程度的問題，嚴重影響著煤礦掘進支護的安全穩定性以及煤礦施工作業的效率。

1.1 煤礦支護技術問題

掘進支護施工技術決定著煤礦開采作業的效率以及安全性，對提高煤礦企業生產能力及其經濟效益有著重要的作用。但就目前來看，許多煤礦企業在掘進支護技術上都存在著不同程度的問題。通常來講，根據礦井形態的不同，在掘進支護中應采取不同的技術措施，尤其針對礦井內矩形斷面的掘進支護，應根據不同的情況選擇錨桿錨索聯合支護或是其他聯合支護形式。但許多礦井掘進支護施工中為了節省資金僅采用一種支護形式，從而導致掘進過程中圍巖層發生坍塌現象。另外，許多掘進支護施工在設備上的選擇也同樣存在問題，對于一些小型的斷面支護，通常利用較小型的設備就可以完成支護作業，但對于大型的斷面支護，如果仍利用小型設備參與施工不僅無法達到支護效果的，還會造成掘進支護施工中出現諸多問題。

1.2 煤礦支護設備問題

目前，諸多煤礦企業在掘進支護中所使用的支護設備質量問題是影響煤礦掘進支護安全穩定性的重要原因。隨著我國經濟市場的競爭日趨激烈，煤礦企業為了能夠有更多的資金用于企業自身的發展建設，在掘進支護中所選用的支護工具無論從強度還是硬度上來看，都無法滿足礦井內圍巖層結構支護穩定性的需求，從而造成掘進支護中頻頻出現安全事故［3］。例如：一些煤礦企業采用快硬水泥錨桿、樹指型錨桿、鋼絲繩泥漿、機械錨桿等工具用于掘進支護施工，而這些工具只能滿足于地面作業時相對穩定的圍巖層結構，對于地下礦井圍巖層復雜的環境是不適用的，因此造成了煤礦企業人力、物力、財力的巨大損失。

1.3 機械化程度問題

我國煤礦巷道掘進支護技術雖然起步較早，但受到各方面因素的影響，機械化程度發展較為緩慢。目前來看，我國大多數煤礦企業在掘進支護中采用的設備仍是懸臂式掘進機。但我國煤礦掘進支護地下作業需要施工人員在礦井下實施空頂支護作業，因此，懸臂式掘進機無法滿足井下掘進支護的要求。另外，懸臂式掘進機在掘進支護施工時需要施工人員攜帶大量的施工工具以及錨桿設備，不僅使掘進支護的工作效率受到較大程度的影響，同時也會使施工人員的生命安全受到威脅，很容易出現施工事故。

2 煤礦掘進支護的措施

為保證煤礦掘進支護安全性以及施工效率，必須針對煤礦掘進支護中所存在的問題進行合理分析，并制定出科學的掘進支護措施，從而保證煤礦掘進支護的效果。

2.1 提高煤礦掘進支護技術

針對煤礦掘進支護中的技術問題，根據不同的礦井形態選擇不同的支護技術。例如：對于矩形斷面的支護，要采用錨桿錨索聯合支護的方式來提高巷道圍巖層的穩定性。該技術將錨桿插入鉆好的圍巖孔徑內，并固定在圍巖層結構中，利用錨索將整體的圍巖層結構上移，從而達到圍巖層的雙重穩定性［4］，強化結構的安全性能。錨桿錨索聯合支護技術示意圖（如圖1）。

在對煤礦斷面進行掘進支護時，要根據斷面的大小來確定所選擇施工設備的大小。對于較小型的斷面，可利用較小的設備進行支護；而對于較大的斷面支護時，因此必須選用大型設備來滿足礦井內高強度的開采需求。

圖1 錨桿錨索聯合支護示意圖（mm）

除此之外，隨著煤礦行業的發展，巷道開采施工由傳統的單巷道開采向雙巷道開采轉變，對巷道掘進支護工作提出了更高的要求，同時對巷道深埋也有了更高的要求。因此為滿足礦井通風以及瓦斯排放要求，掘進支護必須滿足由淺向深、由簡單地質形勢向復雜地質形勢轉換的技術要求，保證掘進支護技術與時俱進，提高煤礦企業的整體生產能力和經濟效益。

2.2 吊鏈式前探梁支護

為保證掘進支護的安全穩定性，使用吊鏈式前探梁支護方式是必要的措施。首先要使用Л型鋼制作的吊梁，保證前探梁的長度不能小于3.5m，再用中吊鏈梁完成前探梁的固定。另外，在使用中吊鏈式前探梁支護時，中間位置上的前探梁設計要根據整個巷道中線的距離布置，兩側的前探梁設計要根據位置1～1.2m的范圍布置，保證布置兩側前探梁時至少預留兩個固定點。前探梁的前端與迎頭端的距離大小不得小于30cm。除此之外，在吊鏈式前探梁支護前，相關準備工作必須要完成。如果在支護施工前發現浮矸活石等問題，要將吊鏈式前探梁支護整體前移，以保證掘進支護的安全性。吊鏈式前探梁臨時支護示意圖（如下頁圖2）。

圖2 吊鏈式前探梁臨時支護示意圖（mm）

2.3 加強掘進支護設備的更新能力

為加強掘進支護的安全性，必須要對支護設備進行更新。根據地下作業中礦井掘進支護的實際需求選擇合適的支護設備，提高掘進支護的結構穩定性。另外，隨著高科技產品的不斷發展，在掘進支護中應采用更多的高科技智能化設備，全方位提高掘進支護能力，降低煤礦掘進支護中的事故發生率。

3 結語

煤礦掘進支護的好壞決定著開采施工作業的安全性以及施工效率。因此，在煤礦掘進支護中，應根據巷道的實際情況選擇適合的技術手段以及設備工具，用科學的方法提高掘進支護的安全性及穩定性，為推進煤礦企業的發展奠定堅實的基礎。

［1］ 謝少華.關于煤礦開采與掘進支護應用技術的探討［J］.城市建設理論研究，2013（7）：28－30.

［2］ 魏志浩.淺談煤礦掘進支護中的問題以及應對措施［J］.科海故事博覽，2014（15）：36－37.

［3］ 李雹強.復雜環境下掘進支護技術應用分析［J］.中國科技縱橫，2013（10）：89－92.

［4］ 閆云亮.煤礦掘進支護問題及應對措施淺談［J］.科技致富向導，2012（27）：76－77.