煤矿掘进支护中的问题及应对策略

李宏忠

（晋能控股煤业集团大斗沟煤业公司机掘四队，山西 大同 037003）

煤矿开采过程中，大部分工作都需要矿工深入地表下的巷道去完成，这是顺利开展采煤工作的基础条件。但是地下条件非常复杂且环境恶劣，给采矿人员生命安全带来极大的安全隐患，而做好煤矿掘进支护工作是保障工作的基础，所以就需要积极探索更高水平的煤矿掘进支护技术，致力于提升煤矿掘进支护工作质量，助力我国煤矿开采工作高质、稳定的进行。

1 煤矿掘进支护的重要意义

煤炭行业作为社会支柱产业促进社会经济的进步，所以更应该重视生产过程中的安全防控措施。在煤矿采掘过程中，采矿人员要在合理布置管道的基础上配合相应的安全措施，为整个掘进过程提供安全保障[1]。对此，就需要专业人员在煤矿掘进工作中要提前设置矿井安全防护措施，以“因地制宜”为原则对煤矿开采工作进行合理布置，有效的预防井下采煤事故发生。

2 煤矿掘进支护中存在的问题

2.1 支护设备水平与巷道革新需求不相符

为了更好地适应市场需求，从安全角度考虑，必须将传统的拱形断面转变为矩形，在提升工作效率的同时赋予断面更大的利用价值。以提升作业效率和产量最大化为目的发挥大机械的作用。煤矿企业加大断面意味着要更高要求的回采巷道埋深和数量，多巷道开采模式的应用让巷道埋深围绕着由浅入深、由简入杂的原则开始改进，改进后的煤炭巷道就无法从原有支护中得到足够的安全保障[2]。就现阶段我国掘进支护设备而言，不管是刚度还是硬度都呈现了无法满足当下开采需求的问题，所以煤矿支护设备要不断强化功能与性能，否则无法应对愈加复杂的地质开采条件。

2.2 支护工作机械化程度和效率不高

煤矿开采作业的施工环境在大规模开采发展趋势中变得越来越复杂，我国煤矿开采工作还是以矿工开采为主。据相关统计结果显示，我国大约有80%煤矿开采工作都是井下作业，在掘进巷道作业环节中要使用复杂的掘进机。悬臂式掘进机是目前应用频率最高的一种煤矿掘进机械，但这类机械掘进巷道后的巷道顶板支护工作都是人工操作完成，施工人员使用杠杆、钻头和扳手等传统工具开展支护作业，机械化程度不高。另外，由于人工作业的工作效率不高，在一定程度上拉长了煤矿开采周期，影响了整个开采工作的效率。

2.3 煤矿内部巷道适应性不高

大部分煤矿的开采工作在初期发展阶段都没有完全按照由浅入深的原则进行。随着煤矿开采工作的不断深入，就出现了许多巷道和开采作业线路不适应的情况，这大大增加了预防巷道事故工作的难度，一方面影响了煤矿巷道运输作业的效率，另一方面还制约了煤矿企业的经济效益。由于煤矿内部巷道适应性不高，所以采矿人员在很多作业环节中都会受到巷道的影响，甚至选择了错误的施工方式，让巷道工作埋下了巨大的安全隐患，进而影响整个煤矿开采工作。

2.4 内部巷道结构得不到有效调整

通过分析巷道设计得知，以往的煤矿巷道布置方式几乎都是以单一巷道为主，之后的巷道顶部也是统一的拱形设计。但就实践经验表明，这种设计方式不利于充分发挥机械设备的功能。由于内部巷道结构难以被有效调整，所以大部分煤矿企业只能将其改为矩形多巷道，尽可能的提升安全性，在改善矿井通风条件的同时控制矿井安全事故的发生，最重要的是巷道设计的改进是后续顺利开展巷道支护工作的重要基础。

3 应对煤矿掘进支护问题的策略

3.1 合理的使用机载前探梁

将机载前探梁合理的应用到煤矿掘进环节中既能实现操作简化，还能提高掘进施工的安全性，有效地提升巷道掘进作业效率。机载前探梁的使用要在结束截煤、割煤和装煤工作后马上放下切割头，正式施工前要认真检查支护装置零部件，重点查看是否有零部件缺失或管路受损的情况，确认检查无误后再开始相关操作。操作人员在采用机载前探支护时要在未完全升起的机载前探支架上做好铺网工作，确保顺利将支护材料送至顶部，提升施工操作安全性[3]。另外，机载前探支护对顶板还具有支撑作用，可在一定程度上控制掘进环节发生顶板坍塌。合理有效的应用机载前探支护能在降低施工人员劳动强度的同时，还能提升掘进作业效率。

3.2 致力于确保前探梁的稳定性

在前探梁的布置和具体施工过程中，支护工作的完成需要借助吊环进行。缺乏必要固定装置的全探梁在支护过程中难以完全发挥功能和作用。要想有效改变这种情况就需要专业人员将必要的支点装置加入到前探梁前，再配合校正支护工程的实施来强化机械支护功能。在具体的操作过程中，专业人员要以确保前探梁安全性为目的保证吊环质量，从而提升前探梁的稳定性。我国各大煤矿企业要尝试将各种先进的掘进支护技术应用于煤矿掘进中，力争提升支护质量。

3.3 联合使用锚固和注浆加注技术

以加强巷道实用性和安全性为目的，在巷道掘进和开采过程中要立足于现状适当的改善传统锚固方式。尤其是煤矿企业开采工作中松散的煤岩巷道过多时，如果继续沿用以往的锚杆支护方式很可能会破坏岩体巷道，为了避免锚固操作对巷道损伤进而影响巷道的实用性和安全性，可联合使用锚固和注浆加注技术完成注浆锚杆和注浆锚索，再或者在巷道两肩角位置补打锚杆，提升巷道的稳固性和实用性。

3.4 单体液压支柱配合铰接顶梁

煤矿掘进支护工作可以选择两项或多项技术联合实施，比如型号为单体的液压支柱和HDJA-1200的铰接顶梁，将两者之间的排距和柱距控制在1.1 m和1.2 m上下，距帮的距离不超过0.6 m，重点是确保柱子位于顶梁中间。一旦有放炮现象发生就要第一时间把顶梁挂上并插上水平稍，随后铺设好提前准备的钢筋网，打上水平楔后将一个单体的液压支柱支设在顶梁下方[4]。另外，在一个巷道中要确保铰接顶梁和单体液压支出排成三排，以'一梁一柱'的原则完成支设工作，要重点关注顶板破碎的地方，将一个小棍子穿插在相近的两排顶梁之间，为了避免出现漏顶问题，要控制穿插小棍的间隔为300 mm。

3.5 加设U型钢架在锚杆临时支护中

对于断层落差较大或者岩石坚固性高的采矿环境，可以将U型钢架用于巷道固定工作中，提升巷道稳固性和安全性。在具体操作中要合理使用U型钢架结构完成支护固定，同时还要将其穿插与临时支护和锚杆支护中间，根据实际情况实施混合使用，完美结合超前支护与临时锚杆支护的融合，最大化地避免围岩因稳定性不高而出现破碎、垮塌等情况的出现[5]。在支护固定操作实施过程中，要绝对精确地控制锚杆倾斜度，不可超过45°。将U型钢架增设在锚杆临时支护中，一方面能提升临时支护和超前支护的牢固性和稳定性，另一方面还能在一定程度上避免煤矿顶板出现垮塌、破碎问题，从而更好地促进煤矿掘进工作环境的安全性和稳定性。

3.6 致力于加强煤矿掘进支护质量管理

煤矿企业管理人员要从思想层面上提高对巷道掘进支护工作重要性的认识，进而从日常管理环节入手提升支护质量管理。将制定的合理管理措施落实到位，并接受专业技术人员的支护安全和质量检测，在支护质量管理中强化技术管理力度，只有管理层提升对顶板管理的重视才能让明确划分各部门对支护智联管理的责任，分配专业性的技术人员和先进设备用于支护质量的检测以及完成支护工作后的巷道抗压性检查。在全面分析煤矿开采的地质构造、煤层赋村、力学参数、矿压显现、环境等情况的基础上，为煤矿开采工作提供科学的地质预测预报信息，在顶板支护技术的选择和应用拥有更具价值的参考数据。针对应用锚杆和锚索支护的巷道，同样需要在完成支护工作后进行全面检查，重点在于确保锚杆和锚索的拉力以及材料均符合支护作业的标准和要求。另外，在观测巷道底板移近量的环节中，要高度重视支护质量问题，避免发生巷道冒落事故。最后要定期对支护工作人员进行培训，在强化安全意识的同时增强其对顶板事故的防范能力。

4 结语

我国煤矿产业在科学技术和社会经济水平上升的过程中获得了迅猛的发展，多项工作技术都实现了巨大成就，但同时也面临了更多技术革新挑战，尤其是不断加深巷道掘进深度和广度，需要更高水准的支护技术才能让掘进工作顺利进行。煤矿企业要想实现巷道的安全性和畅通性，就要立足于实际情况进行有针对性的技术革新，通过反复实践来探索新方法和新技术，让我国采矿作业安全性得到有效提升，助力我国煤矿行业健康稳定发展。