煤礦掘進巷道支護安全檢查與預防措施

劉文豪

摘要：煤礦開采并非是簡單的采煤工作，涉及到諸多環節，是一項危險性較大的專業工作。結合經濟社會發展需要，我國對礦產資源開采力度不斷增強，逐漸進入到深井作業階段，難度大大增加。為了使巷道掘進能夠具有安全性，除了需要為巷道提供全面的支護結構外，還要有效地對其支護進行安全檢查，并采取相應的有效措施來避免安全事故的發生。本文以支護結構為目標，對煤礦領域在我國目前的巷道掘作業，所采用的檢察措施和預防措施進行了分析。

關鍵詞：煤礦掘進;巷道支護;安全檢查;預防措施

1 支護技術類型和原理

由于煤礦領域的井下掘進工作中應用了各種類型的巷道支護，各種支護技術中采用了不同的支護原理，主要有以下幾點表現：（1）錨桿支護技術。能夠從布置方式方面對煤礦巷道進行優化和改善，從產量和效益方面，對煤炭和經濟進行有效的提升。事實上，鋼支護技術想要實現對支護構件作用的發揮，就需要對錨固劑以及錨桿托盤等進行借助，以此來使圍巖節理能夠保持完整。（2）砌碹支護技術。采用這一技術能夠使圍巖表面獲得良好的支護支持，大多應用于較為特殊的巷道位置。這一技術需要較高質量的支護材料，對普通水泥進行了采用，以此來使抗壓強度比11.8MPa更高，混凝土中需要具有直徑小于20mm和小于50mm的石子粒和礦石沙，在采用料石進行砌墻時，需要錯開垂直縫。（3）棚式支護技術。煤礦企業在進行井下掘進的過程中，通過對棚式支護技術的采用，能夠在管棚工作室設計階段，計算保護巖柱厚度等施工階段，提供相應的輔助。金屬是棚式支護技術最為主要的材料。

2 煤礦掘進巷道支護安全檢查分析

2.1轉變受力情況

掘進巷道開挖后，不可避免的會導致圍巖受力情況發生變化，圍巖垂直方向的約束力失去響應，開始呈現三方向受力狀況。由于受力結構發生變化，轉化為巖層單軸壓應力，有別于以往的結構受力，圍巖抗壓強度大大下降，應力朝著各部分區域分散，改變受力下導致各層荷載作用變化，甚至彎曲損壞。另外，對于側向變形問題的存在，不可避免導致巖層彎曲下沉，破壞圍巖層周邊結構，誘發更加嚴重的安全事故，威脅人員作業安全。

2.2巷道空間保護掘進

巷道過程中，選擇合理有效的巷道支護技術，便于預留足夠的開采空間，且減少圍巖崩塌幾率。巷道開挖前，巖層結構始終處于均衡狀態，受力方向多樣，隨著巷道開挖活動逐步開展，會打破巖層受力原本的平衡狀態，在外部荷載下傳輸到外部圍巖結構，用于抵御受力，實現巷道結構有效保護。

2.3其他破壞特點

巷道掘進中，頂板可能出現分層情況，圍巖強度較小區域，伴隨復合頂板破壞程度不斷加深，局部會出現剪切性受損，在梁端巖體上過分集中承載力，加劇片幫事故幾率。另外，薄弱巖層也可能受到頂板圍巖破壞不良影響，致使松動區域逐步延伸，加快頂板下沉，所產生的沖擊力可能誘發嚴重的冒頂事故。

2.4巷道特性檢查

除了需要檢查煤礦掘進巷道空間狀態和巖層受力情況之外，還需要針對巷道特性進行檢查，對一些破壞性現象進行檢測分析。具體而言，巷道的特征檢查包括了對巷道頂板分層的檢查、頂板圍巖破壞性影響檢查兩種。對巷道頂板分層情況的檢查，則是選擇一些巷道圍巖低強度位置，檢查復合頂板的破壞是否產生了局部區段剪切性的巖石受損;并針對其可能造成承載應力在梁端巖體過于集中而產生片幫事故的情況進行預測。而對頂板圍巖破壞性影響的檢查，則是考慮到煤礦的薄弱巖層會在頂板圍巖破壞的影響下，松動區域會以緩慢的速度逐漸延伸，此時在逐漸加快的頂板下沉速度影響下，造成兩幫的沖擊力加大。

3 支護安全預防措施

3.1科學的選用支護方式

煤礦領域在應用巷道支護技術時，要科學的對支護方式進行選擇和應用。而在選擇支護方式的過程中，需要根據相關要求，從地形以及環境方面對支護方式進行考慮。因此，必須要根據相關情況，對巷道以及圍巖發展進行分析，以此來有針對性地對相應的支護方式進行選擇。此外，在井下作業正式開始之前，所做的準備工作必須要充分。如果需要增加圍巖強度，就可以對錨桿支護加以選擇;如果巷道具有較高的穩定性，那么就可以對剛性支護加以選擇;如果巷道缺乏良好的穩定性，那么就可以對伸縮支護加以選擇。煤礦領域只有靈活的選擇項到支護技術，才能夠使井下作業得到最大程度的安全保障。

3.2對現場勘測工作的加強

煤礦領域在應用巷道支護技術時，需要提前在現場進行勘察，為支護技術制定一系列科學的方案。而在現場通過對勘測工作的加強，能夠使潛在于巷道施工現場的隱患得到及時的發現，并從特點和狀態方面做到對圍巖的精準把握，對各種突發狀況進行預測，進而具有針對性的對支護方案進行制定，并實現對各種安全風險的消除。

3.3加強對支護設備的更新和維護

煤礦領域在應用巷道支護技術時，需要從更新和維護方面對支護設備進行加強，特別是在進行更加深入的煤礦挖掘時，井下作業有著更高的危險性和多變性。煤礦企業和相關的國家部門只有通過對科研力度的加強，對支護技術的創新，才能夠為煤礦領域提供更加先進的巷道支護技術，使煤礦企業的發展能夠具有可持續性。然而由于煤礦領域的巷道技術具有較強的理論性和實踐性，因此煤礦領域無法直接將大部分新型的研究成果，直接應用到實際的巷道支護技術中。此外，由于煤礦領域缺乏先進的巷道支護設備，因此也無法對研究成果進行良好的普及和應用。但要實現對這一問題的改善，負責管理煤礦領域的部門就需要對更新和維護工作，給巷道支護帶來的意義引起關注，并對支護設備進行更強有力的更新和維護。

3.4 超循環作業預警系統

煤礦掘進巷道支護作業中，在安全檢查基礎上，也要注重現代化技術引進應用，創設超循環作業預警系統，對作業全過程實時監測，及時發現問題和解決問題。掘進機每次掘進作業中，監測掘進安全距離，超出標準第一時間發出預警信號。系統包括聲光報警器、無線信號收發器、無線攝像機、后臺軟件服務系統等。使用無線攝像機，可以對巷道掘進作業過程實時監測，錄制視頻，使用專門的軟件記錄下掘進機行進距離，計算得到實際掘進距離。通過此種方式，可以了解掘進機具體掘進距離，超過預設安全循環距離即超循環作業。在現代化信息技術支持下，發出聲音光預警信號，上傳到調度中心記錄和分析，指導相關人員及時改進安全問題。

4 結束語

綜上所述，在煤礦掘進開采期間，由于機械設備較多，作業期間會對煤層產生擾動影響，威脅到煤層結構穩定性，嚴重情況下會誘發嚴重的安全事故，阻礙開采活動安全有序進行。對此，應選擇合適的煤礦掘進巷道支護方式，預先分析潛在安全隱患，做好全過程防控工作，盡可能降低安全事故發生的幾率，維護作業人員人身安全。煤礦掘進開挖期間，需要運用到類型多樣的機械設備，作業期間會對煤層產生擾動影響，威脅到煤層結構穩定性，嚴重情況下會誘發嚴重的安全事故，阻礙開采活動安全有序進行。對于此，需要采礦單位提升掘進巷道支護重視程度，做好安全檢查工作，選擇有效的預防措施，及時消除和防控安全事故，維護掘進作業全過程安全，為企業帶來更大的經濟效益。

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