關(guān)于煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題及應(yīng)對方法探究

劉士帥

摘要：文章結(jié)合實(shí)際對煤礦掘進(jìn)支護(hù)過程中遇到的常見問題進(jìn)行分析，同時(shí)根據(jù)問題現(xiàn)狀給出了相關(guān)的控制方法，實(shí)踐可知，在煤礦掘進(jìn)支護(hù)過程中，合理的應(yīng)用支護(hù)方式能夠大大提高煤礦掘進(jìn)施工水平。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)支護(hù)；問題；應(yīng)對方法

煤炭是我國非常重要的能源，伴隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活中對于煤炭的需求量持續(xù)增加。煤礦開采是獲取煤炭資源的主要方式，隨著全面的開采進(jìn)行，我國的露天煤礦資源已開采殆盡，逐步開始轉(zhuǎn)向地下開采。煤礦地區(qū)的自然條件比較差，作業(yè)施工難度比較高，在具體開采掘進(jìn)的過程中，容易發(fā)生嚴(yán)重的坍塌等事故，導(dǎo)致開采作業(yè)無法進(jìn)行，同時(shí)還可能出現(xiàn)嚴(yán)重的人身安全和死亡等事故發(fā)生。礦井開采需要掘進(jìn)巷道，為了可以提升施工速度與開采效率，采用掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)方式，以保證巷道的安全和穩(wěn)定，從而可以給開采工作人員提供一個(gè)安全、穩(wěn)定的工作環(huán)境。

一、煤礦掘進(jìn)支護(hù)現(xiàn)狀

在煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)實(shí)施的過程中，它能夠在各個(gè)煤礦領(lǐng)域中應(yīng)用，具體來說它主要應(yīng)用形式體現(xiàn)在以下方面：

（一）煤礦巷道

國內(nèi)80%的煤礦都是在地下分布的，開采時(shí)需要掘進(jìn)巷道，要保證內(nèi)部的通風(fēng)排水、煤炭運(yùn)輸?shù)?。因?yàn)榈V井條件比較差，環(huán)境異常惡劣，所以容易發(fā)生巷道坍塌等事故問題。因此，必須提升巷道的安全性。在開采逐步深入之后，其有著如下的發(fā)展方向。

①就層位來講，為了可以提升掘進(jìn)速度、提升施工效率，永久性巷道已經(jīng)逐步向巖巷到煤巷的過渡。煤炭開采技術(shù)的逐漸發(fā)展，回采巷道已經(jīng)逐步的轉(zhuǎn)變成為煤層頂板巷道；

②從巷道數(shù)量來說，由于煤炭開采的逐漸深入，大型礦井的數(shù)量在持續(xù)增多，為了可以滿足煤炭開采通風(fēng)與運(yùn)輸?shù)男枰?，單巷布置的方式逐漸減少，幾乎都改為多巷布置的方式；

③從巷道的斷面形式來看，為了能夠提升掘進(jìn)速度，傳統(tǒng)斷面形式逐漸被淘汰，目前多數(shù)都是矩形巷道截面形式，其可以大大提升開采效率和掘進(jìn)速度。巷道的斷面尺寸也在逐漸擴(kuò)大，很多大型設(shè)備被應(yīng)用到實(shí)踐中；

④從巷道賦存條件來說，巷道的深度逐漸增大，其所面臨的地質(zhì)條件復(fù)雜化。

從上述發(fā)展態(tài)勢分析，我國煤炭巷道的風(fēng)險(xiǎn)增大，掘進(jìn)支護(hù)的難度也在提升，必須要及時(shí)進(jìn)行支護(hù)技術(shù)的改革與創(chuàng)新，從而可以滿足煤炭開采工作的需要，確保航道運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（二）煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)

巷道支護(hù)是保證地下煤炭開采安全性的主要措施，在長期發(fā)展的進(jìn)程中，支護(hù)施工技術(shù)的發(fā)展速度加快，很多新型的施工材料被應(yīng)用到其中，錨桿支護(hù)就是當(dāng)前應(yīng)用最為普遍的一種。國內(nèi)錨桿支護(hù)出現(xiàn)在上世紀(jì)50年代左右，當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用的是鋼絲繩砂漿錨桿、機(jī)械錨桿、快硬水泥錨桿等幾種形式，其都屬于被動(dòng)支護(hù)的方式，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比較差，對于一些地質(zhì)簡單的位置可以使用。而一旦在施工中地質(zhì)條件比較復(fù)雜，這些技術(shù)就很難發(fā)揮出優(yōu)勢。經(jīng)過長期的試驗(yàn)和摸索，同時(shí)也引進(jìn)了大量的先進(jìn)技術(shù)，高強(qiáng)度錨桿支護(hù)成為了當(dāng)前的主流方式，被廣泛使用到煤炭工程中。伴隨著開采的深入進(jìn)行，強(qiáng)力錨桿與高預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)逐漸被研發(fā)和應(yīng)用，形成的結(jié)構(gòu)形式使我國的支護(hù)體系更加的完整。

錨桿支護(hù)是目前我國煤炭巷道支護(hù)主要方式，主要是利用巖體強(qiáng)度與粘聚力來處理巷道圍巖的張裂、滑移等方面的問題。在現(xiàn)代發(fā)展中，我國對于支護(hù)的剛度、強(qiáng)度以及可靠性都有著非常高的要求，大大提升掘進(jìn)效率。國內(nèi)很多煤礦都采取這種錨桿支護(hù)的結(jié)構(gòu)形式，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，極大促進(jìn)了我國煤炭開采領(lǐng)域的發(fā)展。

二、煤礦掘進(jìn)支護(hù)中的問題及應(yīng)對方法

（一）吊環(huán)式前探梁的應(yīng)用

臨時(shí)支護(hù)主要是應(yīng)用3根吊掛前探支架，并應(yīng)用π型鋼材將其制作成為探梁，長度尺寸為3m，然后將吊環(huán)固定。在上述3根支架中，沿著巷道的方向需要布置1根，在距離中線前探梁約1m的位置上需要設(shè)置兩側(cè)前探梁。為了可以提升探梁的穩(wěn)定性，每根都要布置兩個(gè)固定點(diǎn)。此外，前探梁端部的距離應(yīng)該控制在0.35m以下，同時(shí)還應(yīng)該設(shè)置木楔、方木等材料；超前支護(hù)通常需要將前進(jìn)距離控制在0.35m以下，并且需要保證梁體的強(qiáng)度與吊環(huán)是配合的。

（二）吊鏈?zhǔn)角疤搅旱膽?yīng)用

該結(jié)構(gòu)也是應(yīng)用3根吊掛前探支架為臨時(shí)支護(hù)的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)也是應(yīng)用π型鋼梁為主要結(jié)構(gòu)，長度為3m以上，然后應(yīng)用吊鏈進(jìn)行穩(wěn)定連接。該技術(shù)與上一技術(shù)比較相似，其區(qū)別在于兩側(cè)前探梁都需要設(shè)置在中線探梁的1.2m的位置上。架設(shè)施工開始之前，應(yīng)該做好準(zhǔn)備工作，同時(shí)作業(yè)位置清理干凈，然后才能開始前探梁的搭設(shè)施工。此外，為了提升施工的安全性，作業(yè)都要在已經(jīng)完成支護(hù)的位置上開始。

三、錨桿支護(hù)成套技術(shù)在煤礦掘進(jìn)中的實(shí)際應(yīng)用

該技術(shù)的主要優(yōu)勢就是靈活性強(qiáng)、操作非常簡單方便，為主動(dòng)支護(hù)的方式，質(zhì)量水平比較高，可以大大提升圍巖穩(wěn)定性，并且能夠確保巷道的通暢性。除了上述的優(yōu)勢，還具有較強(qiáng)的節(jié)能環(huán)保性，成本非常低。

（一）錨桿支護(hù)的材料

錨桿支護(hù)開始之前的首要工作就是選擇合適的施工材料，材料的質(zhì)量對于工程的質(zhì)量存在直接的影響，如果應(yīng)用傳統(tǒng)支護(hù)材料，其性能較差，無法達(dá)到安全性的要求。在以往的煤礦作業(yè)中，通常都是應(yīng)用Q235圓鋼作為主要的錨桿材料，目前已經(jīng)很少使用。隨著煤礦地質(zhì)條件日益復(fù)雜，很多工程都開始使用新型的錨桿材料，比如高強(qiáng)度螺紋鋼等。此外，還應(yīng)該進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的有效驗(yàn)證，可以保證其支護(hù)效果達(dá)到要求，逐步研發(fā)出現(xiàn)專用的鋼材，以保證結(jié)構(gòu)性能達(dá)到要求。

（二）錨固與注漿聯(lián)合加固技術(shù)

松散碎石的煤炭體內(nèi)進(jìn)行巷道開挖施工，如果依然使用的是錨桿支護(hù)技術(shù)，效果會(huì)比較差。在進(jìn)行新建設(shè)或者維修壞巷道時(shí)，只是通過錨桿支護(hù)技術(shù)也會(huì)導(dǎo)致不良后果的出現(xiàn)。因此，在施工中，應(yīng)該和其他技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，比如注漿技術(shù)等。根據(jù)巷道的特性，研發(fā)出各種不同形式的注漿錨桿結(jié)構(gòu)，從而可以解決其穩(wěn)定性不足的問題。此外，還應(yīng)該加強(qiáng)注漿參數(shù)的控制，可以提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。水泥基材料是目前使用最為普遍的注漿施工材料，也可以根據(jù)不同環(huán)境使用不同加固材料，比如聚氨酯等。

四、結(jié)語

社會(huì)的發(fā)展帶動(dòng)之下，我國的煤炭開采事業(yè)取得了非?？斓陌l(fā)展，已經(jīng)逐漸的轉(zhuǎn)向地下開采，但是地質(zhì)條件逐漸呈現(xiàn)出復(fù)雜化的特點(diǎn)，所以需要采用新型的支護(hù)施工技術(shù)，從而可以提升煤炭開采安全性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]煤礦掘進(jìn)的巷道冒頂事故原因及預(yù)防策略[J]. 趙黎鑫. 技術(shù)與市場. 2017（02） .

（作者單位：山東能源臨礦集團(tuán)古城煤礦）