巷道掘进支护中常见问题与应对措施分析

何俊龙

摘 要：随着我国经济社会的不断发展，人们对煤矿资源的需求也越来越大，煤矿开采的深度不断增加，巷道掘进成为煤矿开采的核心部分，但煤矿开采过程中存在许多安全隐患，为保障井下作业人员的生命安全，减少煤矿开采安全事故，在巷道掘进过程中应增加防护功能。文章主要分析了巷道掘进支护中的常见问题，并提出了应对措施。

关键词：巷道掘进;支护;常见问题;措施

引言

煤矿资源不可再生，目前我国露天开采的煤矿资源十分有限，大多数需要在矿井下开掘大量的煤巷，這样才能进行煤矿的开采、运输工作。由于地下地质条件复杂多变，煤矿开采工作环境较为恶劣，需要做好煤矿掘进支护工作，提高煤巷的畅通性以及围岩稳定性。但由于目前我国的煤矿掘进支护技术仍存在一些问题，影响煤矿开采工作的顺利进行，因此，煤矿企业需要引入或研发新技术和新设备，采取有效措施解决掘进支护中存在的问题，提升我国煤矿掘进支护水平，从而保障煤矿开采的安全与质量。

1煤矿巷道掘进支护及其重要意义

随着我国社会的不断发展，人们对煤矿资源的需求逐渐增多。为开采地下深处的煤炭资源，需要采用一定的手段，把煤岩体中的煤和岩体破碎下来，形成巷道空间，为维护顶板安全，需要对此空间进行有效的支护，即为巷道掘进支护。随着我国煤矿开采范围的加大，强度的不断加深，煤矿掘进支护技术的应用越来越受到重视。

煤矿支护技术直接影响采煤工作的安全以及效率，在煤矿井下采掘生产中占有重要的地位。目前我国煤矿企业在逐渐加大煤矿开采的力度，进而提高了企业的经济效益，但在经济发展的同时，往往忽视了煤矿开采的安全防护，从而导致矿难的发生。因此，为避免及预防矿难，需要做好矿井的安全防护，对煤矿开采掘进来说，合理使用煤矿支护技术，可以有效避免发生井下采矿事故，有效保障井下安全作业。

2巷道掘进支护工作中的常见问题

2.1地质环境复杂影响巷道掘进支护作业

随着我国浅层煤炭资源日益枯竭，煤炭开采逐渐深入地下，但由于井下地质环境较为恶劣，使得巷道掘进支护工程遇到一定的困难。以某大型矿为例，由于其矿区范围内地质条件十分复杂，煤层贮存条件较差，随着开采深度的增加，在掘进支护中遇到以下几个问题：第一，由于煤层顶板岩性发生变化，造成围岩应力不断增大，围岩越发松散、破碎，使得巷道掘进成形难度加大;第二，随着开采深度的增加，以及围岩应力的增大，井下地质构造数量逐渐增多，使得巷道掘进作业中遭遇断层的几率增加，影响掘进作业以及支护的效率;第三，适用于浅部开采的掘进设备在开掘深部坚硬岩石时，不仅截割效率低下，并且对设备的磨损也较为严重，应用效果欠佳。井下复杂的地质环境极大地干扰了掘进支护作业的进程，影响煤矿的开采。

2.2巷道布置方式与巷道形式的转变

随着科学技术不断发展，煤矿支护理论逐渐成形，煤矿巷道布置方式与巷道形式不再固守某一固定的布置方式与形式，发生了重大转变，可以根据煤矿生产的需要进行相应调整。以往巷道布置受支护技术及支护设备的限制，多选择在岩性较硬、顶板条件好的岩层中，虽然提高了围岩的稳定性，但也使巷道掘进的难度增大，每米岩巷的掘进速度要比煤巷的掘进速度慢好几倍，巷道掘进的成本也比煤巷要高很多。因煤巷掘进速度快，近年来巷道布置方式逐渐向煤巷转变，但也要求有较高的支护质量，这对巷道支护工程是不小的挑战。

2.3掘进支护设备较为落后

受采矿技术和设备的约束，虽然目前煤矿井下作业采取了相应的防护措施，但在煤矿掘进支护方面仍没有完善的设备，需要进一步提高煤矿掘进支护的综合水平。但目前我国煤矿开采环境较为复杂，一些煤矿企业为节省成本，未及时更新井下巷道支护设备，导致煤矿支护设备状态老化。另外，多数煤矿企业开采所使用的设备为摇臂式挖掘机，在开采过程中并未对采掘流程采取相应的防护措施，增加了矿难发生的几率。

2.4巷道支护方式的问题

我国煤矿巷道支护方式一共经历了木性支护、砌碹型支护、型钢支护和锚杆支护四个阶段。早期的锚杆主要有钢丝绳砂浆锚杆、管缝式锚杆和机械类锚固锚杆等，由于这些锚杆支护的力学性能如强度和刚度等比较低，只能满足较为简单的煤矿开采要求，不能在地质条件复杂多变的煤矿开采环境下使用。随着我国科学技术的不断发展，煤巷支护机械化程度不断提高，为有效解决深层矿井的巷道掘进支护问题，就需要研究或引进高预应力和高强度的掘进支护技术，提高掘进支护的主动性和及时性，充分发挥了掘进支护的作用，提高煤矿开采作业的安全性。

3巷道掘进支护常见问题的应对措施

3.1不断完善掘进支护工艺

由于深部矿井地质条件复杂多变，在开展掘进作业时，必须采取针对性强的支护工艺，依据不同的需求采取不同的支护工艺，最大化提升支护效果。例如，当巷道断面为矩形时，适合采取“锚杆+锚索”的联合支护工艺，可以有效保障围岩的稳定性。这种工艺是将锚杆布设在围岩钻孔中，并与围岩层固结成整体，借助锚索将围岩整体进行上移，使其固定在深部的稳定岩层中，从而对围岩层进行双重保障，有效提升安全性以及稳定性。采取支护工艺的最佳时间应选取在围岩本身的承载能力与围岩变形产生的膨胀变形力耦合的最大支护效果时，并在围岩变形产生的膨胀变形力最小的时候进行后期支护施工，充分发挥围岩的自身承载作用，避免出现松动、破坏和变形，方便后期进行施工操作。

3.2应用吊环式与吊链式前探梁

为加强临时支护效果，可以应用吊环式前探梁加固支护体，使支护体能够发挥围岩控制作用。吊环式前探梁支设位置应在掘进头后方0.3m以内，以确保对巷道围岩进行及时控制，保证工作人员的施工安全。吊环式前探梁3根吊挂式前探支架分别沿着巷道两侧与巷道中线布设，保证间距不超过1m，使整个巷道顶板都在控制范围内，并通过相关设备固定前探支架，保证每根前探支架至少有2个固定点。由于前探支架在支设后会与巷道表面存在间隙，需要在二者的间隙进行充填，进一步稳固前探支架结构，充填材料可选取矿用的木楔、方木、构木等。吊链式前探梁与吊环式前探梁作用和布设方式类似，但吊链式前探梁采用吊环作为固定结构，在应用前，需要敲帮问顶、清理浮矸活石等以消除安全隐患，之后方可前移前探梁。

3.3不断更新掘进支护设备

为确保深层矿井巷道掘进支护作业的安全性，必须使用高效、功能强大的掘进支护设备。煤矿企业应加强对井下掘进支护设备的研发力度，针对自身实际情况，与相关科研院所联手研发具有针对性的支护设备，实现支护设备的更新换代，有效提升支护作业的工作效率，确保煤矿掘进作业的安全性。除此之外，随着现代科学技术的发展，通讯监测方面的设备也在不断增加，煤矿开采企业可以在井下掘进作业面布设智能监测设备，从而实现对整个掘进支护过程的有效监控，一方面为后续作业提供数据支撑，另一方面也可以及时发现井下安全隐患，从而提升井下作业的安全性。

结束语

综上所述，目前巷道掘进支护作业中存在一些问题，影响煤矿开采的安全性，对企业的经济效益也有一定的影响。因此，煤矿企业应提升对巷道掘进支护的重视度，投入资金进行掘进支护设备的研发以及更新换代，还要不断探索适合自身的支护工艺，提升支护作业水平，充分保证矿井的掘进支护质量以及安全，推动井下煤炭生产的有序开展。

参考文献：

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