煤礦掘進支護問題及處理方法研究

摘 要：煤礦安全一直是國家和社會關(guān)心的重點，相較而言巷道掘進是事故發(fā)生的高發(fā)地點，因此對于巷道掘進支護問題的研究具有十分重要的意義。分析了巷道掘進支護中常見問題及應(yīng)對措施，并重點分析了錨桿支護在巷道掘進支護中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進；支護；問題；處理方法

煤炭為中國的主要能源，雖國家正大力提倡綠色能源開發(fā)建設(shè)，但在很長一段時間煤炭仍然會是中國的重要能源結(jié)構(gòu)。目前煤炭開采的速度有所減緩，但淺部煤炭資源已日漸枯竭，進入深部開采成為不可避免的趨勢，進入深部開采后地質(zhì)條件會更加復(fù)雜，高地應(yīng)力作用下的巷道圍巖變形嚴重，尤其是對于巷道掘進支護來說，巷道開挖后能否及時支護及支護體能否控制圍巖變形，這將是巷道安全掘進的難點，也是重點。

1.煤礦巷道掘進支護中常見問題

1.1巷道布置方式與形式的轉(zhuǎn)變

隨著科學(xué)技術(shù)與煤礦支護理論的不斷發(fā)展，煤礦巷道布置方式與巷道形式也在發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，不再固守某一固定的形式與布置方式，而是根據(jù)煤礦生產(chǎn)的需要來進行相應(yīng)調(diào)整。以往受支護技術(shù)及支護設(shè)備的限制，巷道布置多選擇在頂板條件好、巖性較硬的巖層中，這能夠提高圍巖的穩(wěn)定性，但同時也大大增加了巷道掘進的難度。近年來巷道布置方式逐漸向煤巷轉(zhuǎn)變，煤巷掘進速度快，但也要求有較高的支護質(zhì)量，這對巷道支護體來說是一次挑戰(zhàn)。

1.2支護難度增加

近年來隨著開采速度不斷增加，國內(nèi)大多數(shù)煤礦開始逐漸進入深部開采，深部開采的地質(zhì)條件更加復(fù)雜多變，而且高地應(yīng)力作用下的巷道圍巖更加難以控制。同時，高地應(yīng)力的作用對巷道支護體的承載能力也提出了挑戰(zhàn)，一般傳統(tǒng)的支護體承載能力較低，很難滿足深部巷道的支護強度要求，特別是巷道掘進中的臨時支護，其支護強度的高低直接影響到掘進工作的安全。

1.3巷道支護方式的更替

巷道布置與斷面形式的轉(zhuǎn)變對應(yīng)的也應(yīng)該調(diào)整巷道支護的形式，傳統(tǒng)的巷道掘進支護設(shè)備強度和剛度等特性不能滿足深部巷道掘進施工，如快硬水泥錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿等支護設(shè)備已跟不上煤礦發(fā)展的需要。深部開采具有復(fù)雜多變的地質(zhì)條件，巷道支護方式也應(yīng)順應(yīng)煤礦深部開采的特點進行改進，更新煤礦支護設(shè)備。因此，進行掘進巷道支護的機械化施工是煤礦未來發(fā)展的方向，也是現(xiàn)在煤礦巷道掘進支護中存在的問題。

1.4巷道掘進銜接問題

與以往傳統(tǒng)開采方式不同，現(xiàn)代煤礦開采的一大特點就是多巷道布置，多巷道布置導(dǎo)致了巷道掘進的銜接問題，涉及到工作面的接替、采區(qū)的接替及開采水平的接替。工作面的接替能夠正常投產(chǎn)，主要是設(shè)備安裝與投送的速度，另一方面就是巷道掘進的銜接。為保證掘進工作的快速有效銜接，必須對礦井整體狀況做一個周全的考慮與設(shè)計，否則就容易出現(xiàn)巷道掘出后相關(guān)的機械設(shè)備沒有投送到位，工作面不能按時進入生產(chǎn)階段，造成較為嚴重的人力、物力浪費，蒙受較高的經(jīng)濟損失。

2.應(yīng)對措施分析

2.1采用先進支護理論與支護設(shè)備

煤礦巷道支護也應(yīng)該與時俱進，引進先進的支護技術(shù)與支護設(shè)備，而不是一直沿用老一套支護方法與支護設(shè)備。原有支護體系不僅支護效率低下，而且還存在很大的安全隱患，尤其是進入深部開采之后，一些原有的支護方法與設(shè)備已經(jīng)不適合在深部巷道掘進支護中應(yīng)用，因此有必要學(xué)習(xí)和采用先進支護理論與支護設(shè)備，從基礎(chǔ)上保證施工的安全進行。

2.2掘進支護中應(yīng)用吊環(huán)式與吊鏈式前探梁

巷道掘進支護強調(diào)臨時支護的效果，臨時支護中應(yīng)用吊環(huán)式前探梁來對支護體進行加固，確保支護體發(fā)揮正常的圍巖控制作用。吊環(huán)式前探梁擁有3根吊掛式的前探支架，3根吊掛式的前探支架分別沿著巷道中線與巷道兩側(cè)布設(shè)，間距不超過1m，這樣就保證了整個巷道頂板都在控制范圍以內(nèi)，前探支架也需要通過相關(guān)設(shè)備進行固定，每根前探支架的固定點數(shù)最少為2個。前探支架支設(shè)后會與巷道表面之間存在間隙，為進一步穩(wěn)固前探支架結(jié)構(gòu)，需要在二者之間的間隙進行充填，充填材料選取礦用的方木、構(gòu)木或木楔等材料。

2.3錨桿支護技術(shù)在煤礦掘進巷道中的應(yīng)用

錨桿支護在巷道支護中的應(yīng)用已經(jīng)相當普遍，并且已經(jīng)建立了一套比較成熟的支護理論體系，該技術(shù)靈活性較強，對復(fù)雜地質(zhì)條件的巷道支護適應(yīng)性較強。巷道開挖后會破壞原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，巷道圍巖部分區(qū)域會出現(xiàn)應(yīng)力集中，頂板發(fā)生離層與滑動，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，而錨桿支護的作用能夠給巷道施加圍壓，將頂板巖層懸吊在深部穩(wěn)定的巖層上，并能夠抑制圍巖的進一步變形，達到巷道支護的目的。在錨桿支護的基礎(chǔ)上對圍巖進行注漿加固能夠取得良好的支護效果，適合深井高地應(yīng)力作用下的巷道掘進施工。注入的漿液能夠封閉裂隙，改善圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，提高圍巖的承載能力，并且所注入的水泥漿液還能夠改善錨桿支護的受力狀態(tài)，進一步提高錨桿的支護效果。錨固與注漿聯(lián)合支護的初期，圍巖仍然可以通過變形釋放一定的彈性能量，變形程度不能過大，以防影響后期的支護施工。

3.結(jié)語

就目前的巷道掘進施工而言，應(yīng)在保證施工安全與施工質(zhì)量的前提下，盡量減少巷道掘進的成本，但也不能只追求經(jīng)濟利益而忽略掘進施工的安全。針對目前巷道掘進支護中存在的問題，采用先進的支護技術(shù)與支護設(shè)備，使臨時支護與永久支護相連接，如采用技術(shù)理論已經(jīng)相對完善的錨桿支護方式，擁有其它支護不具備的優(yōu)勢，錨桿支護能適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件，以錨桿支護為基礎(chǔ)的錨固與注漿聯(lián)合支護能夠改善圍巖的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與受力狀態(tài)，初期支護與永久支護相互協(xié)調(diào)配合，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，符合今后深部巷道掘進支護的特點，應(yīng)進行大力的推廣與應(yīng)用。

參考文獻：

[1]蘇東懷.探煤礦掘進支護中存在問題及應(yīng)對措施[J].科技風(fēng)，2014（1）：70.

[2]岳江偉.煤進支護中的常見問題及對策研究[J].科技與企業(yè)，2014（10）：242.

[3]李志.復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進支護技術(shù)應(yīng)用解析[J].科技資訊，2014（11）：77-78.

[4]劉建忠.錨桿支護技術(shù)在煤礦掘進巷道中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友，2013（12）：31-32.

作者簡介：張紅濤（1971.8—），男，平頂山人，平煤職工大學(xué)機電一體化專業(yè)畢業(yè)，就職于平頂山天安煤業(yè)股份有限公司二礦，從事煤礦采掘工作。