機械化采煤工作面支護技術探討

任紅飛 趙文龍

【摘 要】眾所周知，當前煤礦企業(yè)在煤炭開采過程中面臨的地質條件和施工環(huán)境越來越復雜，只有合理應用巷道支護技術，才能保證井下作業(yè)人員的安全和煤炭開采質量，文章重點分析了巷道支護技術技術的應用類型以及應用過程中出現(xiàn)的問題，并提出相應的優(yōu)化措施。

【關鍵詞】煤礦;工作面;支護技術;應用

1、引言

煤炭開采行業(yè)存在的危險性較高，巷道掘進工作的風險性尤為高，所以，采煤工作面具體開展相關作業(yè)過程中，需要應用多種高實效性支護方式，才可能避免塌方等事故發(fā)生。近年來，煤礦企業(yè)對巷道掘進工作的重視程度越來越高，并在具體施工過程中應用各種類型支護技術，有效提升了采煤工作面的穩(wěn)定性和安全性。

2、幾種工作面巷道支護技術應用介紹

2.1預留煤柱支護技術

該技術是最為傳統(tǒng)的巷道頂板支護方式，其通常指在巷道下區(qū)段和上區(qū)段中間部位進行支護的一種方式，操作便捷性相對較高。通過合理應用該技術進行支護，可提升巷道的通風及排水能力。該技術的主要弊端是投資成本較高。此外，在實際應用中，若承擔支護作用的煤柱發(fā)生損壞問題，則整個工作面的安全性將大幅降低。

2.2可縮性支架支護技術

該技術是當今巷道掘進頂板支護作業(yè)中應用較為廣泛的技術之一，此技術應用的可縮性支架具有雙向性特點，其多應用在Ⅲ類巷道支護施工中。相關實踐表明，該支架承受的荷載和承壓能力均較強，對其做好有效應用，將有助于大幅提升采煤工作面的安全和穩(wěn)定性。

2.3錨桿支護技術

對于錨桿支護技術來說，起到關鍵性支護作用的主要包括錨固劑的使用和支護構件托板。在支護過程中，通過調整扭矩螺母，可以加大托板受到的壓力，從而使圍巖受到的應力發(fā)生變化，有效規(guī)避巖石出現(xiàn)裂隙現(xiàn)象。

2.4砌碹支護技術

應用砌碹支護技術的主要目的是為了支護圍巖表面，一般情況下被應用在巷道特殊位置。該技術的應用難度并不高，但應用費用較高，其在支護過程中使用的材料類型要求比較嚴苛，各種材料參數(shù)都必須進行嚴格控制。這些嚴格要求和高成本導致該項技術的應用存在局限性，不建議在一些規(guī)模小的礦山中使用。

3、煤礦井下應用巷道支護技術過程中存在的問題分析

在使用巷道支護技術進行施工的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，例如圍巖發(fā)生變化，圍巖主體被破壞，圍巖遇水膨脹，發(fā)生不良形變等，這些問題都會影響到支護材料的結構，更有甚者可能會引發(fā)嚴重的冒頂事故。導致上述情況出現(xiàn)的原因主要包括以下兩點：一是當工作面施工區(qū)域的地質條件相對比較好，那么在應用支護技術的時候難度就會降低，反之，如果該施工區(qū)域地質環(huán)境比較復雜，那么會大大影響掘進施工的效率，拖延速度，這樣一來自然就會影響到支護技術的應用。二是施工工藝對支護技術造成的影響。例如在進行巷道掘進施工過程中，通常會同時使用錨噴支護技術及爆破技術，在此期間，爆破裝藥量需要嚴格控制，炮眼布置必須準確，由于上述操作都需要通過工作人員來完成，一旦出現(xiàn)誤差，必然會影響到錨噴支護技術的使用。

4、煤礦工作面巷道支護技術應用優(yōu)化措施研究

4.1選擇正確支護方式

在實施井下掘進施工時，比較常見的支護技術主要有上文提到過的幾種類型，具體選擇哪種技術類型，需要根據(jù)巷道種類、圍巖強度及圍巖的發(fā)展狀態(tài)來確定。一個正確的巷道支護技術能大大提升施工效率。因此，在確認應用的技術類型之前，首先要確定巷道的真實情況，然后再視情況進行選擇，比如，當圍巖強度不足，需要進行強化時，就必須使用錨桿支護技術來進行施工。而對于穩(wěn)定性良好的巷道類型，則可以使用棚式支護技術。

4.2要結合施工現(xiàn)場制定科學的支護施工方案

施工方案對于施工的整個過程來說至關重要，有了施工方案才能明確施工人員的具體工作方向。如果施工方案不夠合理，那么必然會影響到后續(xù)的支護施工工作。為此制定一個合理、可靠的施工方案是非常必要的，在制定方案之前，方案設計人員必須要到達現(xiàn)場進行實地勘察，詳細記錄勘察細節(jié)，深入了解圍巖的實際狀態(tài)與特性，如此一來才能制定出最為合理的支護施工方案。

4.3強化支架強度協(xié)調釋壓及讓壓

煤礦井下巷道掘進施工結束以后，產(chǎn)生位移及形變問題的可能性較高，為了避免此類問題的出現(xiàn)，應重視采取掘進初期柔性作用較高、后期剛性作用較高的支護手段，有助于避免出現(xiàn)上述問題的可能性，進而促使巷道整體穩(wěn)定性和完整性，減少后期支護設備返修的次數(shù)和幾率。同時，要重視圍巖釋壓及讓壓的協(xié)調性，對促進支架強度的提升存在積極影響，促使巷道支護結構的支護實效性提升，使得圍巖可以經(jīng)由變形的方式有效的釋放壓力，有助于提高頂板支護的質量。

4.4提高工作面巷道頂板承載能力

要確保巷道掘進施工前各項準備工作的質量，具體而言，經(jīng)由有效分析煤礦巷道圍巖的礦壓觀測數(shù)據(jù)及力學性質的方式，合理挑選和應用相應的支護技術，同時，需要注重實施好關鍵位置的安全技術規(guī)劃設計操作，并應確保巷道具有較高的光滑度及平整度，促使圍巖的穩(wěn)定性提升，加快煤巖層的松動，確保頂板承載力，以促使支護體結構及圍巖的實效性充分發(fā)揮出來。

4.5建立行之有效的支護技術監(jiān)管制度

一個科學、合理的工作制度，能夠確保工作人員井然有序的工作，因此，要合理應用支護技術，相關管理人員必須要建立一個科學健全的技術應用監(jiān)管制度。只有這樣才能時刻對支護系統(tǒng)實施監(jiān)管，及時掌握各方面信息，通過對獲取數(shù)據(jù)進行細致分析，一方面能夠準確預測圍巖的基本情況，還可遠程跟蹤巷道支護技術的應用狀態(tài)。從中發(fā)現(xiàn)問題解決問題，不斷提升支護技術施工水平。

4.6其他有效策略

煤礦井下巷道掘進頂板支護工作極易由于外界各種因素的影響產(chǎn)生質量問題，可經(jīng)由如下幾種方式開展高質量監(jiān)督管理操作的方式避免：一是要提升作業(yè)人員培訓質量。工作人員的專業(yè)素質及施工能力可對相關工作的整體質量產(chǎn)生直接影響，因此，相關企業(yè)利用注重有效開展人員的培訓及教育工作，積極利用多種合理的手段，強化人員對相關知識及技能的掌握，有助于更好的確保工作進度及效率。二是要創(chuàng)建完善的安全監(jiān)管體系，并要求各工作人員嚴格依照體系規(guī)定開展各環(huán)節(jié)工作，有助于提早發(fā)現(xiàn)及解決問題，大幅降低具體支護施工過程中出現(xiàn)各種安全隱患的可能性，對促進支護施工質量的提升及更好維護施工人員的生命財產(chǎn)安全都具有重要作用。

5、結語

當前，伴隨著煤礦開采力度增加，煤礦巷道掘進過程可能受到客觀因素影響，受到外界應力作用，加劇圍巖破碎、變形，不僅影響到巷道掘進效率，還會威脅到巷道生產(chǎn)安全。因此，結合實際情況選擇合理的支護技術，提升煤礦掘進巷道支護效果，對提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益意義重大。

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（作者單位：冀中能源峰峰集團萬年礦）