煤矿矿山井巷建设工程支护应用探究

2021-10-27聂玺龙

当代化工研究 2021年19期

＊聂玺龙

（山西宏厦第一建设有限责任公司山西 045000）

引言

现阶段我国矿产行业在经济的带动下，得到空前发展，随着人们对煤矿量要求的不断加大，表明优化采煤掘进工作迫在眉睫。井巷工程是煤矿作业中的组成部分，工程质量的高低，直接影响人员安全及生产效率，支护技术作为矿山井巷建设工程中的必要手段，应加强规范技术应用，不断提高技术水平，从根本上杜绝安全事故的产生，为煤矿企业的发展创造良好条件，对推进可持续发展具有重要意义[1]。本文结合某工程案例，重在讨论煤矿矿山井巷建设工程支护应用，为相关工程设计施工提供借鉴。

1.煤矿矿山井巷建设工程施工准备工作

为推进矿山井巷工作建设稳定有序地进行，应做好施工前的相关准备工作，先在施工区域实施钻孔取样作业，从岩层结构中抽取相对完整的岩石，在检验岩心后，采取物理扫描方式，深入分析岩石结构；同时，应对多种岩石样本进行分类处理，依托于地球物理探测技术，实时探索地质条件，包括黏土层的分布，总结岩石开采层和不可开采层的规律，分井筒的中线位置，查看井筒内情况，包括井温曲线等。此外，应特别注意的是，井巷内会生成大量有毒气体，而断裂带、静水位等因素会影响开采作业，在对巷道工程设计施工时，应进行科学严谨的分析，预测潜在的安全隐患，制定应急策略，还应根据具体情况，采取应对处理预演方式，将危险系数降低到可控范围内；同时成立安全管理小组，为井下巷道安全平稳施工提供有力保障[2]。煤矿矿山井巷示意图，如图1所示。

图1 煤矿矿山井巷示意图

2.煤矿矿山井巷建设工程支护中的影响因素

结合煤矿井下工程情况来看，应用支护技术时，技术水平影响因素主要分为以下3点。

(1)交叉点

交叉点部分在支护技术中发挥重要连接作用，如果设计不完整，会降低支护技术应用效果，滞后井巷工程建设进程，不利于实施煤矿作业。

(2)施工因素

施工人员技术水平，直接影响到工程支护技术水平的高低，由于该技术在每个施工点上都存在危险性，对此应高度重视各施工环节，除了确保支护施工高效运作外，还要最大化地保障支护施工技术安全及人员安全。

(3)技术规范

在实际操作过程中，施工人员应明晰技术规程，严格规范技术操作，降低规程中偏差因素影响，这对于推进技术执行十分必要[3]。

3.煤矿矿山井巷建设工程支护技术

煤矿矿山井巷建设工程支护技术，分为三大技术类型，即为棚式支护技术、锚喷支护技术和复合支护技术。

(1)棚式支护技术

棚式支护技术，因支护材料和支护方法的差异，分为多种技术类型，该技术具有灵活多变特点。比如，以本文中的煤矿井巷工程为例，该工程使用的支护材料基本上为金属材料，搭建“拱形”支护形状，结合井巷作业，为提升稳固性，强化支护技术，该技术在工程应用中处于被动状态，究其原因，主要在于井巷外表稳定性能差，使支护作业具有难度，对此采取砌碹手段，提升棚式支护技术的稳固性。由于该技术极易受到外界环境的影响，在本工程中的围岩形变突出的井巷中，无法发挥技术优越性，故被其他先进技术所代替。

(2)锚喷支护技术

锚喷支护技术在具体应用时，需要与注浆技术相配合，只有如此，才能保障技术稳定性和安全性。该技术既能减小井巷围岩压力，又能增加施工围岩处自身稳固性，使支护效果有所改善[4]。因此，该技术以其独特的优势，在井巷工程中受到一致推崇。比如此工程中经淘汰掉棚式支护技术后，加大了锚喷支护技术的应用力度，考虑施工地形含有多种破碎岩体，阻碍了挖掘作业、支护作业等，经采取锚喷支护与注浆相结合的方式，增强岩土之间的向心力和凝聚力，使结构构造更具稳固性，进而有效降低支护难度。在科学技术的推动下，该技术得到进一步发展，该技术在对注浆工艺的应用上，有着灵活多变性，可结合井巷工程的围岩类型及施工需求，合理选取适宜的注浆材料。

(3)复合支护技术

复合支护技术作为一种现代技术手段，具有综合性、系统性等优势，尤其是在打造现代化煤矿井巷工程中，该技术发挥着积极作用。现阶段煤矿作业的难度和深度有所增加，对施工人员安全构成威胁，如果不加强重视，甚至会引发一系列安全事故，如井巷变形、岩体破裂等。经过对原有支护技术的升级和打造，构建出“复合支护”的先进理念，将棚式支护技术和锚喷支护技术相互融合，起到优势互补的作用，结合井巷工程的支护情况，降低内部隐蔽的危险系数，旨在提升安全性。复合支护技术往往以锚索支护为根基，依照实际工程状况，将多种支护技术加以融合，考虑到不同煤矿井巷工程的差异性，在技术应用前，应加强实地考察，明确技术参与支持，加强该技术规范操作，既保障井巷工程支护作业平稳有序地进行，又对获取客观的施工效益创造了有利条件。

4.煤矿井巷工程支护技术应用时注意事项

结合煤矿井巷工程支护技术应用情况来看，该基础呈现出现代化、多样化发展趋势。特别是复合支护技术，具有高度的综合性，对此为达到工程实际支护效果、稳定支护秩序，注意坚持以下两点原则。

(1)严格执行支护标准

煤矿井巷工程虽存在差异性，但应用支护技术时，先要明确科学具体的支护原则，确保施工作业中做到有迹可循，同时，在严格执行支护标准的基础上，应将支护原则加以分解和细化，分析工程处外在环境的影响，排除地形、气候等因素影响，适时检测环境变化，依据收集的信息支持参数，调整支护技术，统一协调好各施工环节，提升该技术的应用水平。因此，坚持标准支护的原则，在一定程度上，能够加强技术规范，发挥约束作用，如果未能执行支护标准，极易出现不良事件，降低安全施工系数，使井巷作业面临诸多压力。本工程相关支护标准如表1所示。

表1 本工程相关支护标准

(2)优化复合支护方案

结合现代化煤矿井巷工程的长远发展趋势来看，大力倡导和应用支护技术是必然手段，对于煤矿企业而言，应坚持科学适度原则，构建可行性支护方案，着手于工程实际，严格规范技术操作。煤矿企业要广泛关注复合支护技术的发展，特别是在对复合支护方案进行优化时，应坚持两大点，第一点是对技术类型加以分析，充分发挥优势互补作用，特别是核心部位，应加强技术规范，分析技术可行性和实用性，包括技术特点、技术操作流程、技术标准等，同时结合符合支护技术的方案，应对井巷工程的关键部位进行风险识别，杜绝安全事故的产生；第二点是创建安全管理小组，结合在线管理平台，在线监测、动态管理支护方案的应用情况，对于不合理的支护环节要及时给予纠正，全方位、多角度创造安全的施工环境，提高支护技术受力的稳定性[5-6]。此外，煤矿企业还要做好对技术人员和施工人员的安全培训，提升其专业能力和综合素质。