煤矿掘进支护问题与合理应对

孙大勇

摘 要： 在煤矿施工过程中，由于地下环境复杂，影响因素较多，容易出现各类突发状况。基于此，本文主要介绍煤矿掘进支护问题，重点阐述掘进支护问题的应对措施，推动煤矿采掘事业进步发展。

关键词： 煤矿掘进；支护问题；应对措施

引言

随着我国煤矿开采力度的加大，地下资源锐减，造成矿井内的工作面也不断加大。另一方面，由于矿井内的地质结构以及施工环境复杂，对支护方式的稳定性要求越来越高。部分矿井由于技术设备等因素限制，导致存在一定安全隐患，因此，针对当前的煤矿开采情况，制定合理的应对措施有助于确保煤矿安全生产，本文就此展开论述。

1、当前煤矿掘进支护过程中存在的问题

1.1支护技术不科学

目前，大部分煤矿为了节约生产成本，对巷道进行掘进时未能根据矿井的地质条件对支护设备进行设计。加上煤层中断层结构较多，煤层松软等因素，导致巷道对支护材料的选择要求较高，同时支护成本也不断增加[1]。

目前部分设计部门对巷道进行支护设计时，对巷道周边的顶板围岩情况以及巷道受压情况考虑不足，导致设计存在较大的盲目性，同时对于破碎顶板的处理不到位，使顶板维护工作难度加大，增加煤矿顶板发生事故几率。

1.2对支护工艺的安全管理不足

当前，部分煤矿企业对顶板支护的认识不足，导致工作面容易出现破碎、顶板过断层带以及顶板发生下沉时，不能及时采取有效防护措施，导致顶板发生事故的几率大大增加。

另一方面，施工人员对巷道进行掘进时，由于顶板支护的防护工作严重不到位，同时还不能及时对支护质量以及支护的失效情况进行检查，由于爆破影响将会导致巷道内部振动情况增加，相邻的工作面将会出现不同程度的支护失效情况，一旦应对措施采取不够及时，将会导致严重巷道冒顶情况[2]。

1.3支护材料不合格

在煤矿掘进过程中，巷道顶板使用的材料不合格也是影响煤矿顶板安全性的重要原因，当前部分煤矿企业由于对掘进使用支护材料的认识程度以及相关技术水平限制，将会导致对顶板进行支护时，难以充分考虑施工的具体情况，材料的长度以及相关尺寸参数往往不能满足实际施工的支护需要。

另一方面，煤矿企业为节约成本，通常会在材料的选择使用过程中没有完全按设计需要选择，目前部分煤矿依然使用的是水泥托板、树脂锚杆等进行掘进支护，这种支护材料以及相关的支护方式由于抗压能力弱，对周边围岩的支护效果不理想，导致巷道顶板支护稳定性不理想。

1.4支护设备非常落后

煤矿炮掘巷道中，普遍采用的是风动锚索机设备进行顶板的钻眼操作，但设备在钻眼使用过程中由于人为操作误差，导致钻眼角度、眼深存在一定误差，严重影响顶板支护质量，合格率会严重下降。在进行支护施工时，需要进行人工跟进，存在凭经验作业的情况，严重放大误差，难以满足支护设计需要。

对于综合性的机械化掘进巷道，通常会选择使用悬臂式掘进机完成顶板支护工作，但这种设备在进行掘进支护时难以对巷道空顶进行超前支护，导致支护效率和支护质量有所下降，同时也大大增加支护施工事故的发生可能性，难以满足施工的支护需要。

2、应对策略分析

在煤矿作业中，煤矿支护作业是提高煤炭工程项目安全、稳固性能的基础性工作。因此各相关管理人员应加强安全保护措施的落实，不断提高设备和装置的安全系数，优化作业方案和细节，确保方案的落实，并且在采掘作业中，作业人员要严格按照施工方案的要求和规范进行作业。

2.1吊环式前探梁的使用

吊环式前探梁是利用前探式支架形成的临时支架结构。其制作材料有11#工字钢、π型钢等材料，其前探梁的长度要大于3m。在实际应用中，必须保证吊球的牢靠性，避免刚度、强度和前探梁之间存在较大差异。前探梁的搭建要考虑巷道中线的位置，中线位置确定合理之后才可进行铺设作业，前探梁中间和端头的位置间距为1m左右[3]。在对其进行固定的时候需设定两个以上固定点，前探头与端头的距离不能大于30cm。在进行上方支护施工中，可采用方木等材料辅助，还可在锚杆位置处预留一些距离进行丝扣处理，距离不能大于10cm。

2.2吊链式前探梁

在利用前探式支架临时施工时，前探梁需要借助π型钢加工制作，其型钢长度在3.5m以上，若需要进行加固可選用吊环进行，吊环式与吊链式前探梁布设方法大体一致，都需要借助巷道中线的具体位置作业，端头和中心的位置前探梁间距在1m左右。这种方法在施工中需要提前进行临时支护管理，要避免空顶作业的风险，同时也要考虑连锁加工施工。在当前的施工中，单个加棚的连棚器数量不能少于2个，布设位置在底板上端1m左右处最为合理。如施工速度较慢，则可提前采取架棚加固处理，提高架棚的安全性和牢固度。

2.3单体柱、π型钢前探梁的结合使用

π型钢前探在施工中，当梁体长度大于3.5m的时候，应当采用外注式液压装置进行处理。在架设的时候，要控制梁体前端的距离，梁体之间的间距要大于1m，并且前探梁处要设置液压支柱，每个梁的支柱不能低于3个。在施工中，最重要的是端面间距、前超支护距离要保持30cm以内，用方木、穿杆等材料辅助应用，增强前探梁上端的稳定性，防治不安全事故带来的隐患或危害，如果在清理浮石后来移动前探梁作业，需做前移处理[4]。

2.4利用混凝土材料完成永久性施工

采用混凝土支护材料可以有效改善支护质量，但这种支护对于巷道有一定的要求，具体巷道的使用年限需要符合相关的规定。另外，在进行混凝土支护施工前，应该确保周边的材料质量符合相关规定。混凝土施工的具体形式包括锚网喷、石碹和混凝土支护。具体要注意以下几个方面：第一，在喷射支护前应该对周边的安全性进行考虑，从而避免喷射效率不足导致的危害。第二，在后续施工时，应该对喷射距离以及喷射量等因素进行考虑，从而保证喷射效率。第三，在后续施工中还需要预先安装临时锚杆，然后对周边范围内的围岩进行喷射，并综合考虑质量以及厚度等要求，避免由于喷射效果不佳带来负面影响。第四，需要重视对支护设备和支护技术的更新，同时要结合实际情况，对支护的具体方式进行选择。随着相关技术与材料科学的发展，新型工艺的出现，对于改善支护稳定性、提高支护质量具有重要意义，对于煤矿企业取得更大的经济效益及社会效益具有重要意义。

2.5 持续更新掘进支护设备

为确保掘进巷道支护安全可靠，必须及时更新设备，根据煤矿实际生产情况，科学、合理地选取支护设备，提高支护结构稳定性。目前美国已研发出智能监测掘进支护设备，该设备在钻眼过程中可对顶板围岩进行监测，同时在施工锚杆、锚索时锚固力、预紧力通过电子显示屏可进行调整观察，大大提高巷道支护质量，降低支护劳动强度，有效提高巷道顶板稳定性。

3、结语

综上所述，煤矿掘进过程中，应该确保顶板的支护质量以及支护效率，确保煤矿作业的安全，同时还应该加强对支护设备以及支护技术的研究，通过全面考虑各类影响因素，采取有效措施进行控制，提高作业的安全性。本文中详细分析煤矿掘进支护中普遍存在的问题，并给出针对性的解决措施，推动煤矿采掘业快速发展，为社会经济发展提供持续能源支持，实现社会主义现代化建设的目的。

参考文献

[1]李彦鹏.关于煤矿掘进支护问题及应对方法探究[J].技术与市场，2017，24（06）：170+173.

[2]岳春雨.煤矿掘进支护中的常见问题及对策探讨[J].内蒙古煤炭经济，2016（24）：43-44.

[3]周云龙.煤矿掘进支护中存在的问题及应对策略[J].能源与节能，2016（08）：123-124.

[4]杨超，赵鸿儒.煤矿掘进支护问题与合理应对建议研究[J].内蒙古煤炭经济，2016（11）：41+55.