煤礦掘進(jìn)支護(hù)中常見的問題

劉河

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要更加穩(wěn)定的能源作為驅(qū)動(dòng)力，對(duì)于我國而言，煤炭資源在社會(huì)能源提供中占據(jù)著比較大的比重，因此成為支援我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作的重要能源元素之一。在建設(shè)生態(tài)文明社會(huì)的背景下，能源的采集和生產(chǎn)行為必須要得到管理和控制，由此就要求煤礦掘進(jìn)支護(hù)環(huán)節(jié)要樹立生態(tài)意識(shí)，樹立管理意識(shí)，繼而引導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)步入到更加理想的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn);支護(hù);問題;措施

1 煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀分析

在煤礦開采的階段，掘進(jìn)支護(hù)工作的落腳點(diǎn)是確保工人處于安全的施工環(huán)境中，提升實(shí)際的施工效率。對(duì)于此環(huán)節(jié)中技術(shù)方案進(jìn)行探討，會(huì)發(fā)現(xiàn)其經(jīng)歷了不同的階段，一開始是以木材為主導(dǎo)的方案，再者是以型鋼為主導(dǎo)的方案，再后來就是以錨桿支護(hù)為主導(dǎo)的方案，隨著在此方面技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，實(shí)際生產(chǎn)對(duì)于支護(hù)強(qiáng)度的大小，支護(hù)硬度的強(qiáng)弱提出了更加高的要求， 尤其對(duì)于一些復(fù)雜的地質(zhì)條件，還需要使用更加多樣化的支護(hù)方案，這樣才能夠驅(qū)動(dòng)實(shí)際的支護(hù)效果朝著更加理想的方向發(fā)展?，F(xiàn)階段我國煤礦行業(yè)進(jìn)入到蓬勃發(fā)展的狀態(tài)，實(shí)際開采的深度在不斷提升，此時(shí)傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)模式已經(jīng)難以滿足實(shí)際訴求，于是在此方面的技術(shù)研究和創(chuàng)新投入不斷增加， 也產(chǎn)生了很多的技術(shù)方案，規(guī)避了傳統(tǒng)錨桿支護(hù)技術(shù)方案的缺陷，還可以使得實(shí)際的支護(hù)工作效果得以全面提升。以錨桿支護(hù)為例，其可以使得井下巷道巖體的強(qiáng)度得到提升，增強(qiáng)其凝聚力，規(guī)避出現(xiàn)滑動(dòng)或者開裂的情況[1]。簡而言之，就是依靠三高一低的基準(zhǔn)，確保引導(dǎo)掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)方案能夠更加穩(wěn)定，引導(dǎo)煤炭企業(yè)的采煤效率不斷提升。隨著此類型技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)應(yīng)煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的綜合效益會(huì)得到更好的發(fā)揮。

2 煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)影響因素分析

2.1 地質(zhì)條件對(duì)支護(hù)技術(shù)的影響

現(xiàn)階段我國超出千米深的煤礦已經(jīng)超過50%。在煤礦開采深度持續(xù)增加的情況下，井下整體生產(chǎn)環(huán)境也會(huì)越來越復(fù)雜、惡劣，在很大程度上增加了井下煤炭資源開采的難度。①在煤礦生產(chǎn)環(huán)境不斷向地下深層推進(jìn)的過程中，礦下煤層頂板的巖性和拱圍巖的應(yīng)力會(huì)發(fā)生十分顯著的改變。② 在煤礦生產(chǎn)環(huán)境不斷向地下深層推進(jìn)的過程中，地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)會(huì)越來越繁瑣復(fù)雜，例如，會(huì)存在大量斷層帶、大坡度地帶等。③由于部分巷道支護(hù)工藝和機(jī)械設(shè)施等還不夠完善，隨著煤礦開采深度的增加，所遇煤巖的堅(jiān)硬程度也會(huì)越來越高，這在很大程度上提升了機(jī)械設(shè)施的工作難度，需要相關(guān)機(jī)械設(shè)施必須擁有足夠的強(qiáng)度和性能，如果性能和強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，那么作業(yè)速度便會(huì)顯著降低，并且對(duì)機(jī)械設(shè)施的磨損程度會(huì)更高，更換部件和維修的可能性大幅度提升[2]。

2.2 煤炭巷道形狀及斷面影響

舊有開采方式通常會(huì)將井下巷道的形狀設(shè)置成拱形，給煤炭資源的輸送工作帶來較大影響，嚴(yán)重降低了煤炭資源的生產(chǎn)效率。從實(shí)際角度來講，煤礦巷道并不具備較高的實(shí)用率，還會(huì)嚴(yán)重威脅到井下生產(chǎn)的安全性，假如在煤礦開采實(shí)踐中出現(xiàn)了重大安全事故，會(huì)危及到井下一線施工人員的生命安全。此外，因?yàn)檫^去煤礦巷道的設(shè)置，在橫向斷面上來看面積不會(huì)太大，致使在監(jiān)控工作中部分體型較大的機(jī)械設(shè)施無法發(fā)揮實(shí)用價(jià)值，降低了煤礦的生產(chǎn)效率[3]。

2.3 煤礦巷道數(shù)量稀缺

在對(duì)煤炭資源進(jìn)行開采期間，煤礦巷道不僅是井下煤炭資源和一些材料的輸送通道，也是井下施工中不可缺少的通風(fēng)途徑。在生產(chǎn)實(shí)踐中，巷道設(shè)置的量并不多，其特性又比較單一，因此在很大程度上阻礙了巷道作用的發(fā)揮?；诖?，煤礦企業(yè)需要不斷擴(kuò)充巷道建設(shè)的面積，利用科學(xué)適用的設(shè)計(jì)模式和施工方案，為煤炭資源的順利生產(chǎn)給予支持。

3 針對(duì)我國煤礦掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題所采取的措施

3.1 改進(jìn)巷道支護(hù)方式

這一措施主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，需要根據(jù)巷道的具體性質(zhì)來將傳統(tǒng)巖巷掘進(jìn)進(jìn)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槊合锞蜻M(jìn)方式，以此來提高煤礦的掘進(jìn)效率，從而達(dá)到節(jié)省建井周期的效果;其次，還需要對(duì)傳統(tǒng)巷道斷面形狀進(jìn)行改變，從拱形轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦?，這不僅可以改善傳統(tǒng)巷道空間以及掘進(jìn)速度中存在的不足，甚至還可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，同時(shí)還可以不斷增大斷面的面積，這一措施不僅可以達(dá)到增大開采強(qiáng)度的目的，還可以幫助一些大型開采設(shè)備在開采工作中安全、高效進(jìn)行;再次，還需要進(jìn)一步改進(jìn)巷道的布置方式，也就是將傳統(tǒng)的單項(xiàng)布置改為多項(xiàng)布置，確保井下煤礦運(yùn)輸過程中井下通風(fēng)系統(tǒng)保持通暢性[4]。

3.2 吊環(huán)式前探梁加固

對(duì)于傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)來說，很多情況都是缺乏前探梁而出現(xiàn)支架支撐不足的問題，因此整體穩(wěn)定性較差，就會(huì)對(duì)工作人員的生命安全產(chǎn)生威脅。對(duì)這一問題進(jìn)行分析和研究，可以通過在前探梁支架上增加三根吊環(huán)的方式來提高吊環(huán)的強(qiáng)度，并且還可以對(duì)整個(gè)支護(hù)工程形成校正效果，從而整體提高前探梁的穩(wěn)定度。除此之外，還可以通過利用若干木楔以及方木的方式來對(duì)前探梁形成加固的效果，確保整體支護(hù)效果更加穩(wěn)定[5]。

3.3 單體液壓支柱頂梁支護(hù)在掘進(jìn)支護(hù)過程中的應(yīng)用

在具體巷道掘進(jìn)施工過程中，還需要在巷道上方大約1m左右的地方增加鉸接梁，主要是由單體液壓支柱形成支撐，并且還會(huì)將單體液壓支柱之間的距離進(jìn)行相應(yīng)的控制，大多集中在1.2m左右。那么，在之后進(jìn)行放炮作業(yè)過程中，還需要用水平銷進(jìn)行加固，之后再利用單體液壓進(jìn)行支撐，從而對(duì)鉸接梁進(jìn)行固定，確保巷道整體具備較強(qiáng)的支撐力，也可以達(dá)到確保井下采礦工作人員生命安全的目標(biāo)[1]。

3.4 強(qiáng)化煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的聯(lián)合使用

在具體煤礦掘進(jìn)過程中，還需要進(jìn)一步結(jié)合煤礦掘進(jìn)工作面圍巖的類型以及相應(yīng)巷道所表現(xiàn)出的形態(tài)，來選擇支護(hù)技術(shù)，并且確保整體的科學(xué)性。之后還需要在采取聯(lián)合支護(hù)方式的過程中，重視周邊圍巖的安全性和穩(wěn)定性。例如，當(dāng)矩形斷面進(jìn)行支護(hù)過程中，就需要選擇科學(xué)的錨桿支護(hù)以及錨索支護(hù)，并且還需要把錨桿插入到預(yù)先完成的圍巖鉆孔中，從而利用錨索對(duì)周圍巖層結(jié)構(gòu)形成上移的效果。在之后的工作過程中，還需要將錨索支護(hù)以及錨桿支護(hù)進(jìn)行聯(lián)合使用，從而確保整體掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行提升，避免出現(xiàn)其他安全隱患。大多數(shù)企業(yè)為了謀取利益都會(huì)在采礦過程中減少掘進(jìn)支護(hù)措施這一方面的投入，因此就會(huì)給之后煤礦的安全生產(chǎn)帶來一定的安全隱患，從而影響到煤礦開采的進(jìn)程[2]。

3.5 實(shí)現(xiàn)支護(hù)材料質(zhì)量的管理和控制

在煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)方案部署實(shí)施的過程中，掘進(jìn)支護(hù)材料的質(zhì)量， 掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備的性能，都會(huì)對(duì)實(shí)際施工的有效性造成影響，因此必須要采取措施，使得支護(hù)材料質(zhì)量得到管理和控制。詳細(xì)來講述，在此過程中需要關(guān)注的節(jié)點(diǎn)有：積極改變之前的質(zhì)量管理意識(shí)，依照實(shí)際的工程訴求， 確保使用更高質(zhì)量的支護(hù)材料，關(guān)注實(shí)際支護(hù)材料質(zhì)量管理體系的構(gòu)建; 對(duì)于支護(hù)材料供應(yīng)商的資質(zhì)進(jìn)行考察，了解其產(chǎn)品性能，在此基礎(chǔ)上考量實(shí)際的成本;建立完善的支護(hù)材料質(zhì)量檢測機(jī)制，確保在收貨的時(shí)候能夠進(jìn)行檢查。

總體來講，現(xiàn)階段整個(gè)礦業(yè)的發(fā)展是比較迅速的，煤礦巷道支護(hù)工藝中潛存的問題也在慢慢顯現(xiàn)而出。所以，應(yīng)該對(duì)煤礦掘進(jìn)支護(hù)工藝進(jìn)行持續(xù)性優(yōu)化和革新，能夠更好的確保巷道的堅(jiān)固度與穩(wěn)固度，最終強(qiáng)化煤礦生產(chǎn)效率、生產(chǎn)安全和生產(chǎn)質(zhì)量。

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[3] 孟俊兵，朱昊，李鵬.煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題及應(yīng)對(duì)措施分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019，（16）：5-6

[4] 王潤斌.煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題及應(yīng)對(duì)措施研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017，（11）：74

[5]謝計(jì)平.煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題及應(yīng)對(duì)措施[J].能源與節(jié)能，2016，（05）：181-182.