安徽省淮南矿业（集团）有限责任公司张集煤矿掘进二区 安徽淮南 232174
摘要：近年来，我国煤矿行业发展趋势加快，掘进支护技术也得到较大提高，煤矿企业施工的安全性逐步提升。根据相关数据显示，在我国全部煤矿中，需进行井下开采的煤矿占整体的9/10。然而，大多数煤矿井下作业环境恶劣，掘进支护技术不高，一旦发生问题将会给煤矿企业造成严重损失。因此，为确保我国煤矿企业施工的安全性，应当积极探索煤矿掘进支护问题，并采取积极的应对措施。
关键词：煤矿；掘进支护；问题；应对；改进
1 煤矿掘进支护中存在的问题
1.1 煤矿支护的更替
从现阶段情况来看，煤矿支护设备在使用过程中，在强度、刚度等方面无法很难达到实际需要。比如对钢丝绳砂浆锚杆、机械锚固锚杆、采用端部锚固的树脂型锚杆、管缝型锚杆、快硬水泥锚杆等设备而言，当煤矿开采对技术要求不高时，能够充分发挥出这些设备的作用，但是随着煤矿开采环境越来越复杂，工作条件越来越恶劣，这些设备就难以发挥出应用作用。因此，煤矿企业必须及时更新更多先进的设备，淘汰掉技术落后、工作效率低的老旧设备，认真做好新旧设备交替工作。
1.2 煤炭巷道的改进
伴随着经济的发展，社会对煤矿工人的挖掘速度有了进一步要求，另外，对矿坑挖井周期也有了新的要求，巷道的性质由岩巷向煤巷转型。为了保障施工人员的人身安全，煤矿巷道的断面由传统的拱形向安全性能较高的矩形转型，提升工人挖掘效率的同时，还增强了断面的利用价值。煤炭巷道的改进还体现在由小型断面向大型断面的转型上，转型的主要目的是充分发挥较大机械的作业效率，满足较难开采煤矿区的要求。对回采巷道的数量以及巷道的埋深也有了更高的要求，首先，巷道由传统的单巷道向多巷道转型，既能满足矿井内通风的需求，又能保障施工人员的生命安全。其次，巷道的埋深要坚持“由浅入深”“由简单到复杂”的原则，最终满足对煤炭巷道的改进。
1.3 机械化程度有待提高
我国煤矿巷道掘进支护技术虽然起步较早，但受到各方面因素的影响，机械化程度发展较为缓慢。目前来看，我国大多数煤矿企业在掘进支护中采用的设备仍是悬臂式掘进机。但我国煤矿掘进支护地下作业需要施工人员在矿井下实施空顶支护作业，因此，悬臂式掘进机无法满足井下掘进支护的要求。另外，悬臂式 掘进机在掘进支护施工时需要施工人员携带大量的施工工具以及锚杆设备，不仅使掘进支护的工作效率受到较大程度的影响，同时也会使施工人员的生命安全 受到威胁，很容易出现施工事故。
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2 煤矿掘进支护中的问题及应对方法
2.1 吊环式前探梁的应用
临时支护选择3根吊挂前探支架，采用π型钢材制作前探梁，长度至少为3 m，并用吊环将其加以固定。在这3根支架中，沿巷道中线设置一根，在距中线前探梁约1m处布置两侧的前探梁。为保持前探梁的稳定，每一根至少要设置两个固定点。另外，前探梁与迎头端面的距离应控制在0.35 m以内，并在梁上方使用专用的木楔、方木等；超前支护与两帮端面的距离同样应控制在0.35 m以内，且梁的强度应和吊环相匹配。必须确保吊环都是牢固地安装在锚杆上，锚杆有60 mm的丝扣，防止出现吊环松动的现象。
2.2 吊链式前探梁的应用
同样是选择3根吊挂前探支架作为临时支护，并选择π型钢作前探梁的制作材料，至少长3 m，然后用吊链加以固定。该技术与上一技术类似，不同的是两侧前探梁可布置在离中线前探梁1.2 m处。架设前的准备工作包括敲帮问顶，将浮矸活石进行彻底清理，而后节能型前探梁的搭设工作。另外，为降低安全隐患，开采工作和所有作业的实时都必须在有支护的环境中开展。
2.3 采用高强度锚杆支护材料
通过研究人员不断的努力，逐渐研发出了高强度的锚杆支护材料，目前已经在我国煤矿企业得到了很好的推广应用。这种高强度的锚杆支护材料主要是采用了优质的钢材，并且经过特殊工序的锤炼，实现了高强度与高刚度的完美结合，达到了世界顶尖水平。这种高强度锚杆相比与之前的普通锚杆性能提高了四到五倍。
2.4 特种锚杆和锚索支护技术
由于煤矿井下地形结构的复杂及压力的集中显现，所以经常会出现巷道坍塌破损的问题，这些问题一旦出现就会对煤炭的开采工作造成非常恶劣的影响。对于这些问题，如果还采用传统的锚杆支护技术，那么存在的危险性就不言而喻，而且支护的成本和费用也会大大增加，往往是得不偿失。为了更好的解决这一问题，研究人员逐渐研制了一些特种锚杆，并且搭配锚索补强支护，保证了巷道断面及人员安全。目前，我国常用的特殊支护材料主要有注浆锚杆、接长锚杆及小孔径树脂锚索。不仅提高了支护能力，而且工作步骤也非常简便，对一些跨度较大的巷道有着非常显著的支护效果。
2.5 安防措施的改善
现今科学技术发展迅速，更在不同的行业领域被广泛的运用，尤其是煤炭开采行业，其工作强度被不断的提高，而且工作状况也发生了相应的转变，所以，在煤矿掘进中的支护方面，国家相关部门提出的要求及标准越来越高，这无疑给施工作业人员的工作效率进行了提高，更使得矿坑挖掘时间进行了缩短，有效的提高了工人挖煤质量。在对煤炭行业进行相关的研究发现，想要让煤矿挖掘工作能够进行有效的提高，矩形巷道非常的关键，可以说，矩形的断面其利用价值是非常大的，一些大型挖掘器械能够充分的发挥自身的作用，对煤矿开采的新要求能够完全实现，所以，巷道方面的改进有着非常重要的作用[3]。
3 巷道支护改进措施
在综合考虑到巷道的服务年限、用途，并结合现场的情况，我们对原常用的支护技术施工方案进行了改进，布局见如图2所示。其加强支架的稳定性主要通过以下采取的措施来保证：①巷道掘进继续使用2600mm×2600mm工字钢对棚。②为了减缓棚腿挤出速度，支架设计中宽值为3400mm，甚至中宽放到3500～3600mm，以进一步增大支架的抗侧压强度。③在工字钢棚腿下焊接上300mm×300mm×20mm(L×W×H)柱鞋，以增大工字钢棚腿与煤层底板的接触面积，减小其压强，延缓工字钢棚腿的下沉。④巷道顶较大时，在工字钢顶梁下架设中柱，以增强支架的稳定性。⑤支架“中-中”间距由600mm缩小为500mm。⑥采用爪锚杆支护帮部，锚杆规格为Φ30×1600mm，间排距为700mm×700mm，并采用“五花眼”布置。锚杆托板使用l00mm×100mm铁板，护板使用500mm×200mm×50mm(L×W×H)木板，固定在塑料网外。
4 结语
煤炭是我国的主要能源，随着经济的发展，生活生产对煤炭的需求量大幅增长。煤矿开采也就显得尤为重要，国内露天煤矿资源有限，且已基本开采完。地下开采成了当前和以后的主流方向。煤矿形成区的地质条件较差，矿井作业难度较大，在实际开采掘进中常会有坍塌事故发生，影响开采量，而且对作业人员的生命安全构成严重威胁。矿井开采需要挖掘巷道，为提高运行效率和开采的安全性，必须做好掘进支护工作，保证巷道的畅通稳定，为作业人员提供一个良好安全的开采环境。
参考文献：
[1] 路辉.探讨煤矿掘进支护中存在问题及应对措施[J].内蒙古煤炭经济，2014（10）：105-106.
[2] 闫卫杰，刘树强，张敬勇.煤矿掘进支护中存在的问题与对策探讨[J].内蒙古煤炭经济，2015（8）：89-90.
[3] 谢计平.煤矿掘进支护问题及应对措施[J].能源与节能，2016（5）：132-133.
论文作者:杨勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/1
标签：巷道论文; 煤矿论文; 锚杆论文; 作业论文; 支架论文; 煤炭论文; 断面论文; 《防护工程》2018年第35期论文;