煤矿掘进工作面支护研究

煤矿掘进工作面支护研究

王明喜

黑龙江省龙煤矿业有限公司鹤岗兴安煤矿， 黑龙江 鹤岗 154100

摘要：巷道是煤矿开采的通道，其掘进速度对煤矿的高产高效有直接影响。在当今采矿技术高度发展的时代，煤矿开采速度得到了巨大提升，而巷道掘进速度很难满足煤矿开采的需要，这就是普遍存在的采掘接替紧张的问题。因此，提高巷道的掘进速度，对于缓解采掘接替紧张的问题有十分重要的意义。简要分析了影响巷道掘进速度的因素，探讨了巷道支护技术对掘进的影响，重点阐述了锚杆技术在巷道支护中的应用情况，以期为巷道掘进和支护提供一定的参考。

关键词：煤矿开采；掘进工作面；支护；安全

中图分类号：TD35文献标识码：A

1引言

煤矿开采是在岩层巷道中进行的，矿山压力异常时很容易引发安全事故。相较于其他事故，顶板事故发生的次数最多。经大量统计发现，掘进工作面发生顶板事故的概率要远高于其他地方。这是由于在掘进时，工作面前方的岩层具有不确定性，很难采取有效措施预防事故的发生^[1]。因此，对掘进工作面的支护显得十分重要，应通过顶板支护提高顶板强度，降低事故发生的可能性。本文论述了煤矿掘进工作面顶板支护的重要性，然后提出了一些改善顶板支护的措施，以期为有关工程技术人员提供一定的参考。

2掘进工作面支护中的问题

2.1掘进支护技术问题

煤矿掘进支护技术是掘进支护中最为关键和重要的影响因素之一，其直接决定着支护的实际效果和煤矿开采的安全性可靠性，但是目前我国的煤矿掘进支护技术相对落后，且愈发呈现出突出问题的趋势，没有办法根据实际开采煤矿的情况和矿井的形态进行合适支护技术的选择。支护技术的落后，使得在煤矿开采施工时可以选择和采用的掘进支护方法有限，有许多支护技术并不适用于实际的煤矿开采情况环境，导致支护的效果不尽如人意，无法真正的为煤矿开采提供安全的、稳定的保护保障。

2.2支护设备落后，不能满足作业需求

随着掘进技术以及相关机械的进步，开采量增多，这就意味着需要更加宽阔的巷道。而巷道掘进支护技术的发展跟不上巷道的发展，不能满足作业需求。当前有不少煤炭企业采取先进的防控技术，但是很多企业都忽略了对巷道掘进支护设备的更新^[2]。煤矿开采的地下环境都较为复杂，陈旧的掘进支护技术已经不能满足实际的需求，而一些企业因为种种原因而迟迟没有对支护设备改革换新，甚至使用一些寿命超限的设备，给煤矿生产带来很大的安全隐患。

2.3恶劣环境

煤矿工程的所有工作几乎都在地下进行，煤矿工程质量和安全的受地下恶劣的环境的影响。煤矿井下的地质环境复杂，断层、褶皱顶板破碎、陷落柱等都会影响支护工作。在地质较好的条件下，不需要放太多的支架在巷道内，也可以加快工程掘进速度，但是遇到复杂的地质情况就要使用更好的顶板支架去支护，同时也会减缓工程掘进速度。由于地质条件恶劣容易发生坍塌事故，也威胁了施工人员的安全。

3掘进工作面支护分析

3.1锚杆支护技术的应用

锚杆使巷道围岩的应力向深部岩体转移，降低了在巷道周围的应力集中现象。对于软岩巷道，不能单独采用锚杆进行支护，应该采用多种方式进行联合支护。具体的做法如下：a)采用锚杆和锚索组成的支护网络对巷道周围岩体进行整体强化，并用组合梁将锚杆连接在一起，以实现对巷道围岩的整体控制^[3]。b)对巷道进行二次支护，这时要采用柔性支护。由于软岩巷道变形会释放大量的能量，如果采用刚性支护，破碎时造成的危害较大。为了保证锚杆长期有效，支护完成后应该对锚杆支护的强度进行监测。采用动态监测技术，实时监测锚杆的受力状况，一旦发生异常应该立即采取补救措施，以免对周围的锚杆造成影响。此外，为了避免锚杆托板在使用过程中损坏，对于一些应力集中比较大的区域进行支护时，托板应该进行加厚处理。

3.2积极更新相关机械设备

“工欲善其事必先利其器”在煤矿开采中解决掘进支护问题，相关设备的更新是一个重要而基础的方面。掘进支护设备器材，是进行掘进支护工作的基础，也是影响其效果的关键因素，甚至在某些时间，决定着掘进支护的整体质量^[4]。因此，对于煤矿开采企业而言，需要加大资金投入，做好相关机械设备的更新工作，对设备进行更新换代，采用先进的设备进行掘进支护工作的开展。同时做好设备的维护保养工作，让设备能够在最大程度上帮助和提升掘进支护的质量和效果。

3.3适当应用前探梁和液压支柱

适当利用前探梁可以解决一些在煤矿掘进支护中遇到的一些问题。在使用前探梁之前应当计划好其大致的位置，根据实际的施工状况对间距进行调整，确保间距在合理的范围内。0.4m是前探梁一般的设计距离，但是在具体架设巷道布局时应当再次对其进行科学严谨的评测，清除巷道内的障碍物，使得前探梁能够顺畅的移动。在架设前探梁时，应当通过连棚器将各个装置连接起来，将间距限定在合理的范围内。单体的液压柱比较适合当前的煤矿开采工作，在对液压支柱布置时，应当严格限制支柱与支柱之间的距离，一般为1.5m，并且应当与顶梁垂直。在遇到紧急情况时，应当先布置顶梁，再完善钢筋网，液压支柱施工比较容易满足煤矿掘进支护技术的相关要求，有利于支护布局。

3.4建立安全施工制度

施工中，安全是一切工作顺利开展的前提，所有煤矿井下作业一定要树立安全第一的意识，在煤矿井下巷道掘进和支护过程中要制定相关的安全施工标准。同时，施工企业也要对施工人员进行安全教育，监管理人员起到监督管理的作用，确保支护技术安全的应用到巷道掘进中。另外，企业还要对施工人员的掘进顶板支护技术进行不定期的考核，设立奖惩制度，奖励成绩优异的员工，让员工在提高安全意识的同时加强对掘进中顶板支护技术的学习^[5]。

3.5地质构造区加强支护

对于一些地质构造，可通过地质勘探获得相关信息，而对于煤层厚度变化大、赋存不稳定的区域很难通过勘探获得相关信息。这就要求在通过煤层变化不稳定的区域时，注意煤层顶板的完整性，选择合适的方式进行掘进，既要有利于巷道成型，又要使巷道顶板尽量都是完整的岩石，以免发生冒顶事故。对于一些煤层顶板比较破碎的情况，需通过铺设金属网对顶板进行支护，防止碎石掉落引发安全事故。这就要求支护时根据顶板岩层的完整性选择合适的支护方式。现在很多巷道还采用双巷掘进的方式，这就要求在掘进时选择合适的煤柱宽度，确保煤柱能对煤层或岩层顶板起很好的支撑作用。

4结束语

煤矿开采中顶板事故发生的次数最多，这是因为在掘进时，工作面前方的岩层具有不确定性，很难采取有效措施预防事故的发生；同时，在掘进时有部分时间在无支护顶板下作业。因此，对掘进工作面的支护显得十分重要。巷道支护可分为临时支护和永久支护，临时支护的作用是维持工作面短时间的稳定性，而永久支护是为了保证工作面的长久稳定性。在支护掘进工作面时，需要注意到掘进工作面超前支护、地质构造区加强支护及支护管理。

参考文献：

[1]李菁戈.煤矿掘进巷道支护技术研究[J].机械管理开发,2018,33(10):265-267.

[2]王晓.煤矿快速掘进技术中锚杆支护分析[J].机械管理开发,2018,33(09):279-281.

[3]李永旺.煤矿掘进巷道锚杆支护技术研究[J].内蒙古煤炭经济,2018(17):53-54+56.

[4]邓呈.煤矿掘进中支护技术的应用[J].能源与节能,2018(08):111-112.

[5]高丙奇,刘报.煤矿巷道掘进施工技术要点及支护技术研究[J].科技风,2018(24):97.