對(duì)井下采煤支護(hù)方法的研究

王欣旭

摘要：隨著對(duì)井下煤礦的廣泛開(kāi)采，地下巖層的結(jié)構(gòu)面貌被改變，從而引發(fā)許多安全問(wèn)題。而且在社會(huì)進(jìn)步，科學(xué)發(fā)展的時(shí)代背景下，煤礦的開(kāi)采、施工都應(yīng)呈現(xiàn)出更先進(jìn)更嶄新的面貌。為更好的保障工作人員的安全，更好的實(shí)現(xiàn)煤礦的經(jīng)濟(jì)效益，煤礦企業(yè)對(duì)日常作業(yè)的支護(hù)工具、方法等進(jìn)行改革。因地制宜，采用不同的方法進(jìn)行安全加固。本文就井下采煤支護(hù)提出幾種方法，希望對(duì)井下采煤的安全度的提升有些許幫助。

據(jù)相關(guān)資料分析，頂板事故在我國(guó)的煤礦事故中占很大比重，由頂板問(wèn)題引發(fā)的安全問(wèn)題不勝枚舉，而且，其引發(fā)的傷亡也十分慘重。所以，本文把頂板支護(hù)放在首要的位置進(jìn)行討論，目的是突出其重要性，引起讀者的注意。單體液壓支柱應(yīng)用的廣泛對(duì)頂板事故也有了較好的遏制效果，而且它在確保高效率完成施工工作的同時(shí)也能使工作人員的安全得以很大程度的保證。同時(shí)，本文還介紹了鋼管混凝土支架支護(hù)和錨桿支護(hù)，旨在為廣大施工人員提供更多選擇的方向。

關(guān)鍵詞：井下；頂板支護(hù)；單體液壓支柱支護(hù)

1 頂板支護(hù)

1.1注意事項(xiàng)

一般來(lái)說(shuō)，頂板支護(hù)有兩種類型，即初次支護(hù)、二次支護(hù)（也稱加強(qiáng)支護(hù)）。初次支護(hù)主要指的是錨桿支護(hù)，是連續(xù)采煤機(jī)開(kāi)采后不久就進(jìn)行的支護(hù)；二次支護(hù)是在采煤機(jī)截割后的一段時(shí)間之后所進(jìn)行的支護(hù)，有錨索、支架、長(zhǎng)錨桿支護(hù)等。這是一次加強(qiáng)的支護(hù)，需要耗費(fèi)更多的人力物力時(shí)間。頂板事故是指因?yàn)轫敯迕奥涠鴮?dǎo)致的人身傷亡和非人身傷亡事故的統(tǒng)稱。頂板事故存在于整個(gè)采掘過(guò)程，不可預(yù)測(cè)。所以，頂板支護(hù)顯得尤為重要，在此介紹一些頂板支護(hù)的注意事項(xiàng)。綜合采礦工作面采用液壓支架來(lái)支護(hù)頂板，此時(shí)應(yīng)該選擇合適類型的液壓支架。在液壓支架不能滿足支護(hù)的要求時(shí)，應(yīng)采取強(qiáng)化支護(hù)，即支設(shè)點(diǎn)柱。除此之外還有打錨桿、鋪設(shè)金屬網(wǎng)的措施，它們都能夠有效補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。隨著進(jìn)一步深入開(kāi)采工作，大量的煤炭從井下運(yùn)送上來(lái)，導(dǎo)致采空區(qū)面積的增大，為順利進(jìn)行回采工作，用經(jīng)濟(jì)安全的方法及時(shí)處理采空區(qū)是重要的工作。[1]施工時(shí)，應(yīng)該因地制宜，在不同的地質(zhì)環(huán)境中選擇適宜的方法，例如全部填充法、全部跨落法。在工程放炮作業(yè)前，應(yīng)對(duì)放炮地點(diǎn)前、后十到二十米的距離范圍內(nèi)驚醒檢查，若發(fā)現(xiàn)支護(hù)的質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)立即與相關(guān)人員取得聯(lián)系。處理過(guò)程中應(yīng)該由內(nèi)而外進(jìn)行，這樣可以使后路通暢。爆破之后禁止空頂作業(yè)，并且要進(jìn)行及時(shí)支護(hù)。在放炮過(guò)程中要做好防護(hù)工作，非放炮人員應(yīng)該進(jìn)入隱蔽的地點(diǎn)，不得隨意走動(dòng)，放炮人員必須嚴(yán)格按照流程規(guī)范放炮，以減少意外情況的發(fā)生。

1.2管理策略

針對(duì)各種頂板事故，施工單位和施工人員都要采取相應(yīng)的管理措施。最根本的就是嚴(yán)格遵守礦井安全制度，及時(shí)制止發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，定期進(jìn)行安全檢查。在具體施工方面，合理確定煤柱應(yīng)力分布以及尺寸。在礦井夏至巷道掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)該合理確定沒(méi)住的尺寸，這是支護(hù)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。一般分析影響井下巷道支護(hù)的原因，如高應(yīng)力的動(dòng)靜壓和水平壓引起的冒頂、采動(dòng)引起的支承壓力等。另外，為了確定煤柱的尺寸，還要全面的考慮煤柱上的荷載。質(zhì)量核定、定期檢修是做好穩(wěn)定煤層頂板的重要工作。[2]質(zhì)量核定中，需要保證的是支護(hù)的支設(shè)盡可能整齊穩(wěn)固，牢固的與頂板底板連接。這里再介紹四種支護(hù)方法，包括切頂支護(hù)、端口出頭支護(hù)、超前支護(hù)和貼幫支護(hù)。值得注意的是，一定要充分重視采煤工作面的第一次放頂?shù)墓ぷ鳎诜彭斨熬帉憫?yīng)對(duì)措施，在采煤工作中推行個(gè)人責(zé)任制，提高施工人員工作的積極性，也能令其意識(shí)到調(diào)度管理的重要性。放頂工作結(jié)束后，正常開(kāi)采的過(guò)程中不發(fā)出現(xiàn)各種問(wèn)題。若采煤的工作面遇到局部的厚煤層，便會(huì)增大采場(chǎng)的礦壓，各個(gè)礦層間就會(huì)形成隔離層。一旦形成隔離層，頂板就會(huì)在壓力、煤壁穩(wěn)定性、下沉速度等因素的綜合作用之下出現(xiàn)不同程度的冒落現(xiàn)象。這時(shí)采用液壓支架等支撐力大、支撐效果穩(wěn)定的支護(hù)方式會(huì)比較好，同時(shí)還要防止冒頂事故的出現(xiàn)。

2 單體液壓支柱支護(hù)

2.1單體液壓支柱的現(xiàn)狀

以外部供液維持恒阻的支柱叫做單體液壓支柱。其主要材料是玻璃鋼。由于它的技術(shù)原理和特點(diǎn)，造成活塞密封圈外唇和油缸內(nèi)壁表面形成高壓密封面，頂板壓力加大油缸內(nèi)壁表面直徑加大，造成活塞和油缸出現(xiàn)泄露，從而造成支柱脫頂、虛頂、自動(dòng)倒下等現(xiàn)象。內(nèi)泄漏是礦工無(wú)法用肉眼發(fā)現(xiàn)的，是一種不可控的安全隱患，因此造成較多的傷亡事故。

2.2免維修單體液壓支柱

日前在皖北煤電公司百善煤礦試生產(chǎn)的新型免維修單體液壓支柱使我國(guó)告別了傳統(tǒng)單體維修周期短、防腐性能差。效率低的歷史。免維修型單體液壓支柱有三項(xiàng)核心技術(shù)，包括成功應(yīng)用SEBF重度腐蝕防護(hù)技術(shù)、柱頭上設(shè)有集塵腔、可更換標(biāo)示內(nèi)容的保險(xiǎn)標(biāo)牌。嚴(yán)懷亭作為百善煤礦多經(jīng)公司副經(jīng)理，針對(duì)我國(guó)單體壽命縮短、油缸內(nèi)壁嚴(yán)重腐蝕、重復(fù)維修的情況，采用中科院的科研成果，即熔融結(jié)合環(huán)氧涂層技術(shù)，加之自己的獨(dú)創(chuàng)磨削加工新型工藝，獲得成功，產(chǎn)品的合格率達(dá)到了95%，提高活柱筒強(qiáng)度的同時(shí)增強(qiáng)作業(yè)面的支撐的安全性和穩(wěn)定性。

3 鋼管混凝土支架支護(hù)

鋼管混凝土支架支護(hù)包括灌注準(zhǔn)備工作和灌注施工。準(zhǔn)備工作中的材料有：一臺(tái)混凝土輸送泵（并提前一班通電試機(jī)），兩根高壓膠管，五套連接管路等。支架準(zhǔn)備：支架頂桿、鋼帶連接完好，支架與圍巖必須用木楔塞緊，其中每段鋼管用1對(duì)木楔塞緊，一架用3對(duì)木楔。在灌注施工中值得注意的是。灌注完畢后先停泵，卸掉攪拌箱多余混凝土，正反泵水洗管路、輸送泵管道，拆卸管路，停泵，停止供水、最后斷電。鋼管混凝土支架的費(fèi)用較高，但是無(wú)需返修，大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，總體來(lái)說(shuō)節(jié)省費(fèi)用，技術(shù)應(yīng)用合理。

4 錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)的優(yōu)勢(shì)在于迅速初期支護(hù)，控制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定。錨桿自身的中空設(shè)計(jì)，使錨桿實(shí)現(xiàn)了注漿管的功能，避免了傳統(tǒng)施工工藝注漿管拔出時(shí)造成的砂漿流失。可保證注漿飽滿，并可實(shí)現(xiàn)壓力注漿，提高工程質(zhì)量。由于各配件的作用，桿體的居中性很好，砂漿可以將錨桿體全長(zhǎng)包裹，避免了銹蝕的危險(xiǎn)，達(dá)到長(zhǎng)期支護(hù)的目的。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是，錨桿安裝方便，不需現(xiàn)場(chǎng)加工螺紋，就可方便地安設(shè)墊板、螺母。從大體上看，錨桿結(jié)合配套的錨桿專用注漿泵和注漿工藝，是目前國(guó)內(nèi)唯一徹底解決了傳統(tǒng)錨固支護(hù)諸多問(wèn)題的錨固體系。錨桿支護(hù)主要應(yīng)用于地質(zhì)條件中等良好的圍巖進(jìn)行系統(tǒng)支護(hù)。在硬巖、巖層水平層理、節(jié)理裂隙張開(kāi)夾泥或地下水發(fā)育場(chǎng)合，可通過(guò)鋼質(zhì)漲殼錨桿迅速形成初期支護(hù)，控制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定，然后注漿永久錨固。用鑿巖機(jī)鑿孔至設(shè)計(jì)錨桿深度后，將鋼質(zhì)錨頭裝上錨桿體，置入孔內(nèi)，安裝止?jié){塞、墊板、螺母后，反轉(zhuǎn)錨桿使?jié)q殼錨頭漲開(kāi)抓住孔壁，再進(jìn)行注漿。現(xiàn)階段，井下錨桿支護(hù)技術(shù)與我國(guó)經(jīng)濟(jì)化的建設(shè)之間還存在著些許摩擦，問(wèn)題和困難層出不窮，因此，正確認(rèn)識(shí)錨桿支護(hù)技術(shù)并將不斷完善它，才能發(fā)揮錨桿支護(hù)的功效。

5 結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，通過(guò)對(duì)頂板支護(hù)的管理，對(duì)單體液壓支柱的應(yīng)用，對(duì)鋼管混凝土支架支護(hù)、錨桿支護(hù)的合理應(yīng)用，可以提供相應(yīng)的安全保障，促進(jìn)開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。為保證安全的采煤工作面、縮短采煤需要的基本工作空間，就一定要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)安全可靠的支護(hù)方法，以此來(lái)減小礦山的壓力，減弱頂、底板圍巖的移動(dòng)。工作面在不斷推進(jìn)，還必須對(duì)采空區(qū)采取合適的方式及時(shí)處理，提升安全指數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪為峰，輕型單體液壓支柱在井下臨時(shí)支護(hù)中的應(yīng)用[J]，山東煤炭技術(shù)，2011（1）：33-36

[2]李偉民，董欽亮，寧洪進(jìn)，等.綜放工作面采空區(qū)煤自燃火災(zāi)的定向防控技術(shù)[J].煤礦安全，2014，45（ 8） ： 81 - 84.