煤矿掘进支护中常见的问题初探

＊卢 腾

（忻州神达安全技术综合服务有限公司 山西 034000）

社会经济不断发展，科学进步迅速更迭，现阶段，煤矿掘进支护技术进行了新一轮的变革，特别是随着煤矿事业的发展，掘进技术衍生出更多元化的形式。当前，煤矿挖掘难度持续加大，对于煤矿人员产生的安全威胁日渐增加，所以煤矿矿井应该加强支护，确保煤矿施工的整体安全。然而，纵观当前煤矿掘进支护技术在应用过程中仍然存在一定的不足，因此本文针对煤矿掘进支护常见的问题展开讨论，希望能够弥补其中存在的漏洞，运用煤矿掘进支护技术为我国创造更多的经济效益与社会效益。

1.煤矿掘进支护的作用与基本现状

(1)煤矿掘进支护的作用

作为国家经济领域的重要支柱性产业，煤矿企业能够为国家各个行业提供充足的发展动力与能源保障。然而，如何确保煤矿产业的安全是当前煤矿企业重点研究的重点工作。如果煤矿企业缺乏安全防护与管理，极易引发各类坍塌事故，造成严重的财产损失与人员损害等。为了有效减少煤矿灾难，应该加强煤矿掘进支护巩固工作管理，在开展煤矿掘进支护工作过程中，结合掘进支护工作的具体工作情况，充分发挥煤矿掘进支护的功能。从本质上来讲，煤矿掘进支护的存在，是企业经济建设的保障，同时也是人员生命健康安全的守护者，倘若在这一方面存在问题，极容易导致巷道坍塌，地下水蔓延与覆盖，矿物质受到污染，所产生的社会影响无疑是十分巨大的。

(2)煤矿掘进支护的应用现状

根据有关调查数据显示，煤矿企业在开展巷道掘进中通常会冲击到原岩应力，由此导致巷道掘进缺少稳定性，引发一定的危险因素。煤矿中的围岩在一定程度上会受岩体内部的影响，产生一定的坍塌或者位移等问题，甚至引发更大的安全事故，威胁到工作人员的生命安全。因此，在煤矿巷道掘进支护过程中，为了能够合理地控制顶板，减小顶板间离层，施工人员应该在有效的时间内借助于支护技术减轻围岩发生的变形量，避免石块掉落，威胁到工作人员的生命安全，确保煤矿巷道掘进工作的正常进行。因此，煤矿工作人员在开展巷道掘进支护工作中，应该分析其中存在的不足问题，并联系到当下的煤矿环境与外在条件，发挥煤矿掘进支护作用。

2.分析煤矿掘进支护技术的常见问题

(1)煤矿巷道缺乏实际改良

煤矿开采工作中，有关巷道的参数需求会随着社会建设而发生改变，比如说，在大小以及宽度上，都要根据现场的矿物质分布以及土质标准进行调整，选用符合要求的开采技术，以机械化手段为主，从而来提高整个工程的施工效率。一般来讲，相关人员在巷道宽度的设计中，会考虑到所选用机械设备的大小、开采面积以及效率，并完成巷道数据的调整，就目前来看，由于我国所选用的掘进支护手段较为落后，无论是设备还是技术上都存在一定的不足，这就使得煤矿巷道的尺度变化很容易会受到外在因素的限制与影响，开采工具的作用难以得到提升，对于煤矿企业自身的发展也会产生阻碍。

究其原因，是因为巷道的设计形式单一化特性明显，整个发展空间相对狭小，能够利用的断面区域较小，效率不足，以至于设备的运行质量受到影响。同时，煤矿巷道本身的推进模式大多是由浅入深，循序渐进，在这一过程中，掘进深度的数值延伸，也会使得传统的通风系统与运输系统无法达到预期效果，所面临的社会要求也会随之提升，这就需要企业及时进行支护模式的调整，改变简单形式的影响，进而来达到预期的巷道建设目的。

开采煤矿资源时，煤矿巷道是起到关键作用的输送通道，一方面它能够将煤矿运输到地面，另一方面巷道也是煤矿工人开展工作的重要环境。然而，在实际工作过程中，大多数企业在开采煤矿过程中往往缺少对煤矿巷道的关注和重视，在巷道建设中采取一些旧的基础设施和模式。原因在于，巷道建设需要运用过多的成本，企业想要保证更多的产值，便忽略了安全方面的投入，导致巷道建设难以满足安全需求，没有更新现代化机械设备的开采条件，甚至难以提升掘进开采效率，煤矿开采作业条件较差。较为常见的巷道支护包括：料石支护、木支护、混凝土砌碹、U型钢支护等，最为常用的是锚杆支护及喷射混凝土支护，如图1所示。

图1 料石支护

(2)煤矿支护设备技术更新不及时

纵观当前煤矿开采工作中，煤矿开采需求与当下企业拥有的生产设备之间存在脱钩现象，一些煤矿支护设备相对陈旧，难以适应外部的生产开采需求。此外，由于当下地质环境和地理条件越来越复杂，在实际开采过程中安全操作较慢，对于施工团队的技术要求较高，特别是近几年我国煤矿事故频繁发生，如果煤矿支护基础设备更新换代不及时，将会难以适应日新月异的煤矿行业发展趋势。

举例来说，在某年某地发生的煤矿冒顶堵人事故中，由于煤矿掘进机发生故障无法正常工作，当时负责这项工作的综合班安排1名电工到施工现场进行修缮掘进机，并且安排6人配合电工修缮掘进机。然而，由于试捡漏后仍然无法送电，值班人员随即打电话却无法接通，到达现场时发现风筒脱节，巷道冒顶，如图2所示，顶部出现碎矸淌漏，皮带机架压趴，然后迅速打开压风，安排外面人员调度大队开展救援，几名被困人员全部脱险。通过此次事件可以看到，一些支护设备没有及时更新，如锚索网支护设备落后陈旧，极易引发各类安全事故，影响人员工作。

图2 冒顶事故

(3)煤矿开采机械设备需要完善

掘进机是开采煤矿资源中较为关键的机械设备，主要通过机械原理来探测、开采、运输资源。现阶段，我国最常用的机械设备为悬臂掘进机，这种机械设备能够满足煤矿各类开采条件与环境。然而，在一些特殊的煤矿掘进工作中，施工人员通常需要对支护锚固作业工作，因此携带的设备数量与工具的重量相对较大，由此加剧了掘进机开采的难度，降低了整体开采效率，影响最终掘进机工作的质量，同时为一些煤矿单位埋下了巨大的安全隐患。因此，煤矿企业应该结合当前社会经济发展形势与煤矿的外部环境等，合理创新煤矿开采机械设备，进一步提升煤矿巷道掘进工作的整体效率与稳定性。

(4)煤矿掘进支护难以应对复杂地质情况

当前，我国常见的锚杆支护手段种类多样化，如水泥锚杆、树脂锚杆以及机械锚杆，这些都是具有极高应用频率的。不过，就目前来看，这类锚杆无论是刚度还是支护强度，其本身都存在着一定程度的问题，在应对复杂地质或者未探索的地区时，无法发挥有效的支护作用，进而产生较为严重的影响。例如，在开展复杂地质掘进与施工时，会发生支护失效甚至是变形的问题，尤其是处于采空区边缘，由于受到侧向压力以及工作面的影响，压力之间的相互叠加，会极大程度上放大作用力的作用效果，使得外侧支护在短时间内发生被破坏的情况，整体结构变形弯曲，下沉明显，底板结构裂缝严重，甚至还会发生开裂的问题，进而使得煤矿施工与开采的安全无法得到保障，后续的工作内容也会受到影响。

3.探究煤矿掘进支护技术的有效应用策略

(1)完善煤矿巷道建设，提高运输通道安全

煤矿开采技术的进一步应用，以及开采作业效率的提高，有赖于煤矿开采中的安全防护工作是否做到位。因此，煤矿企业应该可以进一步改善煤矿巷道的有益建设。首先，应该拓宽巷道的作业范围与面积，改善过去拱型的巷道，转变为矩形巷道，确保机械设备能够正常地通行。其次，改良煤矿巷道，便于开采煤矿工作之后进行通风，通过巷道改造可以排放瓦斯等有害气体。最后，促进单巷道施工向多巷道施工的转变。通过巷道开采的实践经验中可以得知，采取巷道埋深的方式，能够加快由浅及深的变化，满足不同的煤矿资源开采地质环境，使施工团队能够在各种条件下顺利开采，提升施工人员安全性。

(2)创新煤矿巷道支护设备，满足不同施工需求

在选择煤矿支护工艺的过程中，应该遵循煤矿的实际情况，因地制宜进行选择。比如，如果遇到一些矩形断面的施工开采环境，在进行支护处理技术时，若想保证巷道围岩的稳定性，则应该运用锚杆支护和锚索支护相结合的方式，加强支护质量，同时运用锚杆插进装好的孔径之中，并且将锚杆固定在岩层中，运用锚索转移多余的岩石，保证岩层的整体稳固性，确保岩层在施工中的安全。如图3所示。利用支护矿井断面的过程中，要结合断面的实际面积来选择施工设施，如果断面面积相对较小，可运用小型支护设备；如果断面面积较大，则需要选择一些大型的支护设备。在施工中，考虑到一些煤矿区具有通风需求，支护技术应用要由浅及深、由易到难地转变，提高支护技术的创新性、先进性，满足不同的复杂地形，创造更多的经济收益。

图3 锚杆支护技术

如果不注重支护设备的保护，极易引发事故。例如，某矿综掘施工的煤巷交岔点在某年发生一起冒顶事故。该队五名职工在4324下平巷交叉口第一部皮带路搞卫生时，由于该处顶、底板移近量和顶板浅部离层大，且锚索未锚固在顶板稳定岩层中，造成交叉口出顶板突然冒落，将赵某等5人埋住。3名工人被砸死，2名重伤。

(3)合理发挥混凝土支护作用，加强煤矿掘进的稳定性

结合煤矿开采安全案例来看，采用混凝土永久支护方式，能够满足巷道支护的安全需求。在运用混凝土支护技术的过程中，需要高度重视以下几个方面：一是控制好混凝土喷射的质量，调节喷射距离。喷射厚度满足不同的施工地质条件，所以要拓宽喷射的范围。二是控制好喷射的厚度，可以运用临时锚杆，按照不同的层次进行喷射。通常首次喷射时，要控制好厚度，结合具体的实际情况增加喷射的厚度，保证喷射质量安全合格。同时，应该按照不同的情况设置好钢丝网防锈防腐，加强钢丝网的支护稳定性。

(4)对煤矿地质环境加强勘察，根据施工环境做足准备

在煤矿掘进支护工作中，对于地质信息的考察与录入是最基本的参考材料，直接关系着后期掘进支护开采的质量。为此，煤矿企业应该考虑到一些地域的不同地质环境，包括顶板碎裂，断层多，冲刷带多，岩石坚硬等不同情况。在对地质勘测过程中，应该了解到矿山整体的地质情况，合理分析周边的围岩巷道间的不同联系，便于确定来压的方位，明确切断压力来源，做好之后安全工作。锚杆支护工作应该更加系统化，因此对于不同的环节应该全面分析，其中包括支护所运用的资金运用标准，工程设计，地质施工等。当明确各个环节的相应问题之后，设计好支护方案，提升支护效果。

4.结束语

新时期时代背景下，煤炭行业处于竞争激烈的市场环境中，若想资源可持续发展，则应该采取先进的煤矿挖机技术，运用创新性的煤矿掘进技术，创造更多的煤产量。但是，煤矿企业也应该注重煤矿挖掘支护技术的安全问题，完善掘进支护各个流程，消除其中存在的安全隐患，进一步提高煤矿顶板的支护质量与效率，提高煤矿作业的整体安全性能。同时，煤矿企业应该高度重视掘进支护中存在的一些弊端，加强解决，进一步促进煤矿采掘业的长远发展，为社会提供充足的能源。