實施差異化支護 提升礦井經濟效益

楊敬峰+岳曉強+高平珍

摘 要：通過對昌恒煤焦有限公司4103風巷、機巷、切眼的地質條件、巖性特點進行系統分析，根據巷道服務用途及服務年限，采用工程類比法為基礎的“動態信息法”支護設計，實現巷道支護差異化管理。以理論計算、數值模擬為基礎，采用工程類比進行多次循序漸進的差異化支護，取得了良好的經濟效果。

關鍵詞：差異化；支護；提升；效益

中圖分類號：TD40 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0139-02

我國煤礦主要是地下開采，需要在井下開掘大量巷道，掘進巷道需要投入大量的人力、材料，巷道根據服務性質不同，使用年限也不一致，各個區域巷道受地質條件影響，圍巖壓力也不一致。為了保證礦井巷道正常使用，減少修護量，消除浪費，降本增效，根據巷道實際用途和地質條件進行差異化支護，確保礦井的高產高效。昌恒煤焦公司以技術經濟一體化研究和支護成本預算分析為抓手，根據巷道不同地質條件、用途和服務年限，因地制宜，采用工程類比法為基礎的“動態信息法”支護設計，實現巷道支護差異化管理。昌恒公司對巷道支護設計、施工管理、礦壓監測、質量監督及成本核算進行規范和細化管理，合理支護成本投入，保障巷道支護安全和經濟合理。

1 技術方案

在差異化支護前明確了各崗位的崗位職責。要求：地質部門加強對地質資料收集及分析，做好地質預測預報工作，加強施工期間巖性探查，為支護設計和支護設計優化調整提供有力的技術支持；設計部門規范支護設計方案的編制及審查；施工單位加強施工過程控制；經營管理部門加強支護材料管理；技術科、安監處督導施工單位嚴格按支護設計施工，加強支護質量控制。

技術科完成支護設計后，要求施工單位嚴格按照設計業務聯系單來進行施工，并在日常施工過程中加強對錨桿錨索支護質量的監督，加強對錨桿錨索支護效果的評價，加強頂板離層量、頂板底板兩幫移近量的觀測，并建立數據臺賬，同時依據支護設計參數進行支護成本預算。

當支護富余系數過大時，向公司相關領導匯報后，在確保支護安全可靠的前提下對支護強度適當降低，優先選用支護成本較低的支護品。實施差異化支護后，技術科加大錨桿支護的抽查及數據分析整理工作，對抽查出的問題及時處理，并分析原因，制定措施，完善制度。職能部門管技人員每月每頭錨桿支護質量抽檢次數不少于4次，施工單位管技人員每月每頭不少于4次，加強了差異化支護的過程控制，從而確保了差異化支護效果。

在實施差異化支護的過程中，昌恒公司領導要求各級管理技術人員對差異化支護工作要有足夠的敏感性，當施工頭面條件發生變化或者局部條件變差時，相關科室必須及時下發聯系單，加強巷道支護，確保施工安全。

2 具體實施

4103機巷里段長度1674m，凈寬×凈高=4.6m×3.1m，錨網索支護。4103機巷前后共實施9次差異化支護：（1）4103機巷錨桿排距由800mm調整為900mm；（2）錨索排距由1.6m調整為2.7m；（3）取消頂板錨桿錨索的W鋼帶；（4）右幫塑料網變為雙抗網；（5）左幫鋼筋網更換為較為便宜的菱形鐵絲網；（6）錨索托盤采用礦廢舊工字鋼加工；（7）錨索長度由7500mm縮短為6500mm；（8）左幫直徑20mm長度2200mm的螺紋鋼錨桿更換為直徑18mm長度2200mm的螺紋鋼錨桿；（9）左右兩幫每幫分別少施工一根錨桿（每幫最下面1根錨桿不施工）。每米減少投入約506.56元，4103機巷里段長1674m，總計減少投入847981元。

4103風巷里段長度1540m，凈寬×凈高=4.2m×3.5m，錨網索支護。4103風巷先后實施5次差異化支護：（1）4103風巷錨桿排距由800mm調整為900mm；（2）左幫直徑18mm長度2000mm的圓鋼錨桿以及右幫直徑20mm長度2500mm的螺紋鋼錨桿全部更改為直徑18mm長度2200mm的螺紋鋼錨桿；（3）兩幫的鋼筋網已逐步更換為較為便宜的菱形鐵絲網；（4）減少使用錨索梯子梁。每米減少投入共約344.8元，4103風巷里段長1540m，總計減少投入530992元。

4103切眼寬8m，長190m，切眼分2次施工。第一次施工切眼導硐，第二次將切眼刷大。（1）在切眼導硐施工時右幫（后期刷大的一幫）不使用錨桿支護，二是在刷大側施工單體挑棚，并在相鄰單體支柱之間掛鋼筋網進行防護，既保證了安全，又節約了支護材料。幫錨桿排距0.9m，該幫每排4根錨桿，該項目節省幫部錨桿190÷0.9×4=844根。（2）在4103切眼導硐施工完畢，施工刷大側時，刷大側右幫將原設計的4根支護幫錨桿調整為3根，最下邊1根幫錨桿不施工。該項目可節省幫錨桿190÷0.9×1=211根。上述兩項總結節約幫錨桿844+211=1055根，節約錨固劑1055×2=2110卷，每根幫錨桿價格為22.2元，每根錨固劑價格為1.7元，4103切眼累計節約材料費22.2×1055+1.7×2110=27008元。

3 成果創新點

（1）以上3條巷道總計節約材料費：847981元+530992元+27008元=1405981元≈140.6萬元。（2）實踐表明，支護參數及支護方式調整后，巷道支護效果較好，可以滿足安全生產需要，切實提高了礦井的經濟效益。（3）以上差異化支護經濟效益分析僅僅從支護材料的節約上進行分析，并未分析因少施工錨桿或者錨索而節約的工時（或者將節約的工時轉化為提高的單進），并未計算因節約工時而節約的工資等等。實際在差異化支護過程中，不僅節約了大量工時，而且還極大地提升了單進水平。（4）差異化工作的延伸。差異化支護不僅僅從降低支護強度、從選用價格較低的支護材料上下功夫，下一步昌恒公司還將從以下幾個方面實施差異化管理：a.針對嵐縣地區水溫低、黃沙質量不高、速凝劑凝固速度慢等問題，積極開展噴漿料配比試驗和研究工作。在2016年2月份混凝土配比試驗工作的基礎上，繼續在井下現場開展混凝土配比試驗工作，確保找到最佳的黃沙、石子、水泥、速凝劑配比率。同時要求施工單位加強噴漿工培訓工作，拌料配比均勻、風水壓力控制合理、噴漿手操作規范等，從而提高噴漿質量和效果，最大化減少建工材料投入和回彈料產生。b.加大首采工作面機風兩巷材料的回收力度，積極采用井下回收復用的支護品，減少新支護品的投入，降低支護成本。比如將4101機巷、風巷回收的網片運送至4103工作面機風巷使用。生產技術科在使用過程中將加強跟蹤監測支護效果，確保支護安全。c.從軌道型號使用、道木回收、道釘回收等方面制定制度和激勵措施，強化管理，提高效果和效益。d.從綜采工作面端頭支護材料、支護類型上認真進行研究和比較。e.從提高采煤工作面回采率上下功夫，找出每米的合理回采量，分周、分月度對采煤區的回采率情況進行考核兌現。

4 存在問題分析

（1）差異化支護在4103機巷、風巷、切眼實施的基礎上，可對其他工作面繼續實施差異化支護，需進一步做更細更為具體的工作，以最大限度地提升差異化支護的效果。比如說日常礦壓數據的收集、巷道變形量、頂板離層量的觀測等必須及時準確。（2）差異化支護工作不僅僅局限于支護材料的節約，要對差異化支護工作進行有機延伸。比如說嵐縣地區噴漿料的合理配比、采煤工作面兩巷材料的回收復用、綜采工作面上下出口的支護研究、采煤工作面回采率的考核等方面。

參考文獻：

[1]康紅普，王金華，林建.煤礦巷道支護技術的研究與應用[J].煤炭學報，2010（11）：1809-1814.

[2]劉宗.煤層巷道壓力顯現及支護技術的研究應用[J].同煤科技，2007（03）：34-35.