煤矿掘进支护问题及应对措施

李广友

（阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司，山西 寿阳 045400）

引言

随着煤矿行业自身快速的发展，掘进支护技术也相对得到了完善，大大促进了煤矿行业的发展，并提高了煤矿掘进支护过程中的安全系数。

据相关资料显示：我国目前有90%以上的煤矿作业在地下完成［1］，通常煤矿施工的环境十分恶劣，煤矿巷道掘进中一旦出现问题，都会导致大量的财产损失和人员伤亡。因此，必须加强掘进支护手段及技术才能保证巷道内的岩石层稳定，提高煤矿作业的效率以及安全性。除此之外，在地下作业时，通风是十分重要的一个环节，如果煤矿作业通风效果不好，会造成工作人员中毒或伤亡现象，而支护技术则是保证巷道支护稳定性的重要条件之一。如果在掘进中没有良好的支护的话，很可能会造成掘进过程中围岩层坍塌现象，从而影响煤矿施工工期及生产效率，造成不必要的人员伤亡及财产损失，可以说，煤矿掘进支护对煤矿生产作业中安全性及围岩层的稳定性有着至关重要的作用。

1 煤矿掘进支护存在的问题

煤矿掘进支护是煤矿开采中的一项重要的工序，它是通过利用锚杆等工具对煤矿边围的岩石层进行支护而实现掘进巷道稳定性的一个重要的技术手段［2］。虽然目前掘进支护技术有了较大的发展和提高，但就实际的施工作业情况来看，在掘进支护中仍存在着不同程度的问题，严重影响着煤矿掘进支护的安全稳定性以及煤矿施工作业的效率。

1.1 煤矿支护技术问题

掘进支护施工技术决定着煤矿开采作业的效率以及安全性，对提高煤矿企业生产能力及其经济效益有着重要的作用。但就目前来看，许多煤矿企业在掘进支护技术上都存在着不同程度的问题。通常来讲，根据矿井形态的不同，在掘进支护中应采取不同的技术措施，尤其针对矿井内矩形断面的掘进支护，应根据不同的情况选择锚杆锚索联合支护或是其他联合支护形式。但许多矿井掘进支护施工中为了节省资金仅采用一种支护形式，从而导致掘进过程中围岩层发生坍塌现象。另外，许多掘进支护施工在设备上的选择也同样存在问题，对于一些小型的断面支护，通常利用较小型的设备就可以完成支护作业，但对于大型的断面支护，如果仍利用小型设备参与施工不仅无法达到支护效果的，还会造成掘进支护施工中出现诸多问题。

1.2 煤矿支护设备问题

目前，诸多煤矿企业在掘进支护中所使用的支护设备质量问题是影响煤矿掘进支护安全稳定性的重要原因。随着我国经济市场的竞争日趋激烈，煤矿企业为了能够有更多的资金用于企业自身的发展建设，在掘进支护中所选用的支护工具无论从强度还是硬度上来看，都无法满足矿井内围岩层结构支护稳定性的需求，从而造成掘进支护中频频出现安全事故［3］。例如：一些煤矿企业采用快硬水泥锚杆、树指型锚杆、钢丝绳泥浆、机械锚杆等工具用于掘进支护施工，而这些工具只能满足于地面作业时相对稳定的围岩层结构，对于地下矿井围岩层复杂的环境是不适用的，因此造成了煤矿企业人力、物力、财力的巨大损失。

1.3 机械化程度问题

我国煤矿巷道掘进支护技术虽然起步较早，但受到各方面因素的影响，机械化程度发展较为缓慢。目前来看，我国大多数煤矿企业在掘进支护中采用的设备仍是悬臂式掘进机。但我国煤矿掘进支护地下作业需要施工人员在矿井下实施空顶支护作业，因此，悬臂式掘进机无法满足井下掘进支护的要求。另外，悬臂式掘进机在掘进支护施工时需要施工人员携带大量的施工工具以及锚杆设备，不仅使掘进支护的工作效率受到较大程度的影响，同时也会使施工人员的生命安全受到威胁，很容易出现施工事故。

2 煤矿掘进支护的措施

为保证煤矿掘进支护安全性以及施工效率，必须针对煤矿掘进支护中所存在的问题进行合理分析，并制定出科学的掘进支护措施，从而保证煤矿掘进支护的效果。

2.1 提高煤矿掘进支护技术

针对煤矿掘进支护中的技术问题，根据不同的矿井形态选择不同的支护技术。例如：对于矩形断面的支护，要采用锚杆锚索联合支护的方式来提高巷道围岩层的稳定性。该技术将锚杆插入钻好的围岩孔径内，并固定在围岩层结构中，利用锚索将整体的围岩层结构上移，从而达到围岩层的双重稳定性［4］，强化结构的安全性能。锚杆锚索联合支护技术示意图（如图1）。

在对煤矿断面进行掘进支护时，要根据断面的大小来确定所选择施工设备的大小。对于较小型的断面，可利用较小的设备进行支护；而对于较大的断面支护时，因此必须选用大型设备来满足矿井内高强度的开采需求。

图1 锚杆锚索联合支护示意图（mm）

除此之外，随着煤矿行业的发展，巷道开采施工由传统的单巷道开采向双巷道开采转变，对巷道掘进支护工作提出了更高的要求，同时对巷道深埋也有了更高的要求。因此为满足矿井通风以及瓦斯排放要求，掘进支护必须满足由浅向深、由简单地质形势向复杂地质形势转换的技术要求，保证掘进支护技术与时俱进，提高煤矿企业的整体生产能力和经济效益。

2.2 吊链式前探梁支护

为保证掘进支护的安全稳定性，使用吊链式前探梁支护方式是必要的措施。首先要使用Л型钢制作的吊梁，保证前探梁的长度不能小于3.5m，再用中吊链梁完成前探梁的固定。另外，在使用中吊链式前探梁支护时，中间位置上的前探梁设计要根据整个巷道中线的距离布置，两侧的前探梁设计要根据位置1～1.2m的范围布置，保证布置两侧前探梁时至少预留两个固定点。前探梁的前端与迎头端的距离大小不得小于30cm。除此之外，在吊链式前探梁支护前，相关准备工作必须要完成。如果在支护施工前发现浮矸活石等问题，要将吊链式前探梁支护整体前移，以保证掘进支护的安全性。吊链式前探梁临时支护示意图（如下页图2）。

图2 吊链式前探梁临时支护示意图（mm）

2.3 加强掘进支护设备的更新能力

为加强掘进支护的安全性，必须要对支护设备进行更新。根据地下作业中矿井掘进支护的实际需求选择合适的支护设备，提高掘进支护的结构稳定性。另外，随着高科技产品的不断发展，在掘进支护中应采用更多的高科技智能化设备，全方位提高掘进支护能力，降低煤矿掘进支护中的事故发生率。

3 结语

煤矿掘进支护的好坏决定着开采施工作业的安全性以及施工效率。因此，在煤矿掘进支护中，应根据巷道的实际情况选择适合的技术手段以及设备工具，用科学的方法提高掘进支护的安全性及稳定性，为推进煤矿企业的发展奠定坚实的基础。

［1］ 谢少华.关于煤矿开采与掘进支护应用技术的探讨［J］.城市建设理论研究，2013（7）：28－30.

［2］ 魏志浩.浅谈煤矿掘进支护中的问题以及应对措施［J］.科海故事博览，2014（15）：36－37.

［3］ 李雹强.复杂环境下掘进支护技术应用分析［J］.中国科技纵横，2013（10）：89－92.

［4］ 闫云亮.煤矿掘进支护问题及应对措施浅谈［J］.科技致富向导，2012（27）：76－77.