煤矿掘进支护问题及应对方法

邓小宾

（西山煤电集团公司圪堆煤业有限公司，山西 临汾 042403）

引言

就目前来看，我国大多数的煤矿的开采工作都是在地下环境中进行的，需要完成大量的井下作业。在地下开采煤矿的过程中，首先要在地下进行大量的巷道挖掘工作，只有这样煤矿的开采、运输工作才能得以顺利进行。但地面以下的地质环境复杂多变且难以准确预测，在矿井下面工作过程中，环境艰苦，条件恶劣，在挖掘巷道的过程中极易发生巷道坍塌等事故，继而造成严重的人员伤亡和大量的经济损失。所以，在井下作业时，相关人员应当对支护工程的质量给予足够的重视，围岩的稳定性才能得到充分保证，促使煤矿开采工作顺利进行，从而实现煤矿行业的可持续发展。

1 当前我国煤矿掘进支护中存在的诸多问题

近年来，煤矿开采工作发展迅速，在强度上和范围上都有着显著的增加，这也使得煤矿开采过程中对巷道掘进的要求得以提高。就目前来看，在巷道支护工程中尚且存在着许多问题，主要表现在以下几方面。

1.1 煤炭巷道的改进

随着煤矿开采工作的不断发展，对煤矿工人的挖掘速度也提出了更高的要求，煤矿挖掘周期也要随之不断减少，在巷道的建设方面，实现了由岩巷到煤巷的转化；对于煤矿巷道的断面要求从拱形变为矩形，大大提升了工人挖煤效率，在使用价值方面，矩形断面比拱形断面有更大的优势，这样一来井下挖掘工作的速度有了显著提升。在断面方面还要求由小型断面转换为大型断面，大型机械能够更加充分地参与作业，发挥其应有的功效，矿井高强度开采的要求也能进一步得到满足。对回采巷道的数目也提出了更高的要求，以往的单巷道就能满足其基本要求，但是现如今不仅要满足矿井能够达到通风透气的要求，对于瓦斯排放以及煤矿输送也都有着更进一步的要求，为了满足这些要求，必须实施多巷的布置模式。巷道的埋深也有了更加严格的要求，现在巷道开采的过程是由浅向深逐步推进，开始需要适应简单的地质条件，越到深处对地质条件的适应就越复杂，最终逐渐满足煤矿开采的最新要求［1］。

1.2 煤矿支护的更替

就目前而言，存在量大且被广泛使用的支护设备在强度以及刚度方面表现不佳，比如快硬水泥锚杆、管缝型锚杆、采用端部锚固的树脂型锚杆、钢丝绳砂浆锚杆以及机械锚固锚杆等设备，这些设备只能够满足在技术相对落后时的开采要求，对于现代复杂的开采环境的工作需要无法很好地适应，现代煤矿企业应当对这些设备予以革新，尽快地用新设备代替旧设备，完成新旧设备的交替工作。

1.3 机械化程度有待提升

由于不同条件对开采有着不同程度的牵制，在煤矿企业的巷道掘进工作中，悬臂掘进机是我国采用的主要掘进设备，而在实施锚固作业的过程中，主要是利用人工在井下空顶上完成，在施工的同时还需要携带大量的钻机、扳手以及杠杆等工具。这种工作方式不仅造成极其低下的掘进效率，而且工人在工作过程中处于十分危险的工作环境，工人的人身安全无法得到可靠的保障，事故出现的概率大大提升。因此，应当不断加强煤矿企业的机械化程度。

2 对我国煤矿掘进支护中问题的应对措施

做好煤矿支护的每一项工作均有着不容忽视的意义，煤矿支护在很大程度上影响着整个工程的稳固性与安全性。所以，相关人员应当制定出行之有效的措施确保支护设置的安全性，保证在设计和施工过程中每一个工作环节的合理性，在设计人员提出切实可行的设计之后，施工人员要严格遵照设计规范展开施工操作。

2.1 使用吊环式前探梁

可以使用前探支架构成临时支护，前探梁的使用材料可以是11号的矿用工字钢材质，π型钢材质也是一个不错的选择，但其长度不得小于3m。在构建的同时，吊球发挥着固定的作用，同时要做到使用吊球的强度和前探梁的强度能够良好匹配。在搭建支护的过程中，要注意按照巷道中线加以铺设，中间和两侧的前探梁要保持1m的距离，在前探梁固定的过程中要确保有不少于2个的固定点数量，前探头和迎头端面的距离小于等于30cm。使用专用的木楔、构木和方木来搭建前探梁上方的支护。为了让支护拥有更加良好的稳固性，可以在上吊环的锚杆处预留4cm～10cm的距离给丝扣。在确保上述工作都已按照相关的顺序完成之后，便可以对前探梁实施前移处理［2］。

2.2 使用吊链式前探梁

可以使用前探支架构建临时支架。采用π型钢制作相应的前探梁，在前探梁的长度方面，前探梁的长度不应小于3.5m，之后可以采用吊环把前探梁固定好。在前探梁的布设方面是和吊环式前探梁类似的，均应当依照巷道中线来予以铺设，但中间和两侧的前探梁的距离要注意保持1～1.2m之间，在固定点的数量上要求至少有2个相应的固定点。前端和迎头端面的距离也有着同样的要求，切勿超过30cm，超前支护和其两帮的距离也同样不能超过30cm。有关的准备工作必须在支护假设工作开始之前顺利完成，但凡发现浮矸活石后应及时采取有针对性的应对措施，做好所有工作之后再前移前探梁。

以上两种方式的实现都需要构建相应的临时支护，不允许进行空顶作业。同时还要做好连锁加固工作，主要是在迎头的10m范围之内，对棚使用连棚器进行加固。一般情况下，每个架棚上要布设2个连棚器，连棚器的布设的距离也有其相应的原则，布设在与地板距离1m左右的地方。如果具体的施工环境不能达到连棚器的使用要求，我们要采取其他切实可行的方式对棚进行加固。

2.3 结合单体柱与π型钢前探梁

对长度大于等于3.5m的钢材质π型前探梁进行架设时，采用外注式的单体液压蜘蛛装置。在架设时，每条前探梁的间距保证在1m左右，并在每根前探梁上设置大于等于三个单位液压的支柱。在这个过程中，首先要保证两帮间的端面间距与超前支护小于30cm，然后利用穿杆、方木和木楔等在前探梁的上端以保证其安全，最后还应注意敲帮问顶，比如，要在清理浮石后再对前探梁实施前移操作［3］。

2.4 使用混凝土制永久性支护

使用混凝土制永久性支护这种方式，主要用于矿井的巷道使用年限仍旧符合相关规定的情况。在这种情况下，为了保证巷道周边地质围岩的稳定，相关工作人员要采取防御措施。使用混凝土制永久性支护有以下几种类型：锚网喷支护、石碹支护、混凝土支护。在实施过程中要注意几点要求，比如在实施喷射支护前要保证施工时的安全问题；在合适的距离实施混凝土喷射并保证喷射的效率。在对煤矿采取进一步的挖掘之后，要先安装一个临时锚杆，然后再对周围实施少量的混凝土喷射，最后在复喷阶段过程中进行加厚处理，以确保厚度达标。

3 结语

综上所述，随着我国改革开放的不断深入，煤炭产业飞速发展，然而，我国煤炭企业的需求与现阶段采用的相关技术不相匹配，这样就在一定程度上阻碍了煤炭事业的发展。因此，在日后的工作过程中，相关人员要不断改进与创新，研究新的方法，尽快解决各种问题与矛盾，提高煤炭企业的开采能力，从而推动煤炭事业的快速、健康的发展。

［1］ 郭世杰.煤矿掘进支护应用探讨［J］.科技创新导报，2012（15）：71.

［2］ 尉泽民.解析煤矿掘进支护当中的问题及应对策略［J］.科技与生活，2012（23）：88，200.

［3］ 赵雪亮.煤矿掘进支护问题及其应对策略研究［J］.管理学家，2014（10）：544.