高喜龍 趙強(qiáng)

摘要：近些年來我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度迅猛，對(duì)能源的需求大幅度提高，在這樣的時(shí)代背景之下，煤礦企業(yè)的發(fā)展前景空前廣闊。我國(guó)國(guó)土資源遼闊，煤炭資源的儲(chǔ)量十分豐富，這就推動(dòng)著我國(guó)煤礦開采領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，各種新型技術(shù)層出不窮，雖然我國(guó)已經(jīng)擁有了較為完善的煤礦開采技術(shù)體系，但是?仍然存在著些許問題，尤其是隨著開采的環(huán)境日益惡劣，開采的工作效率和開采過程中的安全問題備受社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，本文主要針對(duì)煤礦掘進(jìn)支護(hù)?技術(shù)展開分析，提出掘進(jìn)之后面臨的弊端，并且提出相關(guān)的優(yōu)化措施，希望能夠?yàn)槲覈?guó)煤炭掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用體系的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)支護(hù);問題與優(yōu)化措施;煤炭領(lǐng)域發(fā)展

一、煤礦掘進(jìn)支護(hù)背景分析

就我國(guó)目前的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，仍然 是以傳統(tǒng)的應(yīng)用體系為主，普遍的施工方法就是錨噴或者使用錨桿進(jìn)行決 定的支護(hù)。另外進(jìn)行打孔支護(hù)方法也是傳統(tǒng)的施工技術(shù)之一，主要是依助 于人工和氣動(dòng)式鉆孔機(jī)完成相應(yīng)的施工工作，這種施工方法雖然做出了許 多突出的貢獻(xiàn)，但是就其生產(chǎn)效率來看，有著一定的落后性，而且在進(jìn)行 煤礦掘進(jìn)的過程中，由于錨桿會(huì)對(duì)山體造成一定的破壞，使山體原有的結(jié) 構(gòu)穩(wěn)定性大幅度下降，一旦出現(xiàn)地球運(yùn)動(dòng)，山體必然會(huì)出現(xiàn)坍塌沉降現(xiàn)象，進(jìn)而使得煤礦的周圍巖層發(fā)生位移，很容易出現(xiàn)安全隱患。所以設(shè)置臨時(shí) 防護(hù)措施至關(guān)重要，可以設(shè)置臨時(shí)防護(hù)措施體系，然后再加之一個(gè)永久性 的支護(hù)設(shè)備，這樣就能夠保證整個(gè)地下礦井的安全性和穩(wěn)定性。在設(shè)置臨 時(shí)的支護(hù)體系的時(shí)候，要限制地下礦井的形變數(shù)量和位移量減小斷層斷裂 問題實(shí)現(xiàn)，有效控制其次臨時(shí)支護(hù)措施，還要防止頂板掉落碎石造成安全 問題，保障施工作業(yè)人員的生命安全?？梢哉f現(xiàn)階段的煤礦掘進(jìn)技術(shù)都忽 略了臨時(shí)支護(hù)措施的重要性，也沒有綜合性對(duì)煤礦礦井的形變進(jìn)行分析和 考量，整個(gè)礦井的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)不過關(guān)，缺少臨時(shí)防護(hù)的方案。這也與 大部分管理人員認(rèn)為臨時(shí)防護(hù)措施不重要，沒有認(rèn)識(shí)到其重要意義有著直 接的關(guān)系，大部分的臨時(shí)防護(hù)措施都是面子工程，為了應(yīng)付領(lǐng)導(dǎo)檢查和政 府檢查，根本無法在發(fā)生問題時(shí)起到起重要作用，這也是誘發(fā)諸多礦井事 故的誘因。

二、煤礦掘進(jìn)支護(hù)面臨的問題

2.1 煤礦巷道處理

近些年來我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度迅猛，推動(dòng)著各行各業(yè)的優(yōu)化與改革，社會(huì)各界對(duì)能源的需求與日俱增，就要求煤礦開采企業(yè)的生產(chǎn)效率不斷提 高。只有煤礦開采技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化推動(dòng)著開采效率的穩(wěn)步提升，才能夠滿足 社會(huì)各界發(fā)展的需求，工作人員在進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化的過程中，必須著重對(duì)煤 礦的巷道進(jìn)行主要的優(yōu)化?，F(xiàn)階段所采用的煤礦巷道處理方法，仍然是以 傳統(tǒng)的截面方法為主，需要應(yīng)用新型巷道，矩形截面進(jìn)行代替，這樣才能夠 進(jìn)一步的提高開采的效率，同時(shí)還能夠?yàn)楹罄m(xù)巷道支護(hù)以及巖石層管控打下 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。矩形截面能夠提供更加開放的工作面，能夠滿足大型機(jī)械的施 工作業(yè)面需求，但是巷道截面仍需要進(jìn)一步的處理和優(yōu)化，例如整個(gè)巷道截 面需要保證較為良好的通風(fēng)性，通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化仍然存在一定的問題。可以 利用大型的送風(fēng)設(shè)備，保證地下巷道的通風(fēng)性和良好的工作環(huán)境，不會(huì)因?yàn)?粉塵或者是開采過程中伴生的其他氣體對(duì)工作人員的生命健康造成影響，另 一方面可以采用大型的運(yùn)輸設(shè)備和輔助設(shè)備進(jìn)行輸送，這樣能夠保證開采出 來的煤礦第一時(shí)間的運(yùn)輸出去。最后進(jìn)行巷道截面的支護(hù)，工作效率也更加 的高效，保證支護(hù)體系的工作質(zhì)量，避免后續(xù)出現(xiàn)坍塌問題。

2.2 機(jī)械化水平不足

雖然近些年來，我國(guó)煤炭領(lǐng)域取得了許多舉世矚目的成就，但是其煤 礦開采掘進(jìn)的技術(shù)機(jī)械化水平，據(jù)西方國(guó)家來說仍有一定的差距，現(xiàn)階段 正處于機(jī)械設(shè)備利用率較低的現(xiàn)狀，仍然采用傳統(tǒng)的挖掘技術(shù)，進(jìn)行以炮 采工藝為主。而煤炭巷道的開采單單是利用懸臂式機(jī)械手臂進(jìn)行操作，以 人工為主要的生產(chǎn)力量，人工掛網(wǎng)。這就導(dǎo)致施工的效率遲遲無法提高，而在臨時(shí)支護(hù)的過程中，工作人員需要在空頂?shù)奈恢瞄_始施工，攜帶大量 的設(shè)備，而且整個(gè)安裝過程都是由施工人員進(jìn)行高空作業(yè)，這樣才能夠完 成整個(gè)臨時(shí)支護(hù)施工工序。機(jī)械化水平不足，導(dǎo)致在臨時(shí)支設(shè)防護(hù)設(shè)施的 時(shí)候，浪費(fèi)了大量的時(shí)間，導(dǎo)致整個(gè)工期受到了影響。但是臨時(shí)支護(hù)工藝 是保障全體工作人員生命的重要力量，所以不得忽視。

三、煤礦掘進(jìn)支護(hù)問題研究方案

3.1 合理應(yīng)用吊環(huán)式前探梁技術(shù)

在進(jìn)行煤礦開采掘進(jìn)的過程中，合理的進(jìn)行煤礦開采方案的設(shè)計(jì)以及 臨時(shí)支護(hù)方案的設(shè)計(jì)，對(duì)于整個(gè)施工過程來說至關(guān)重要，它是保證所有工 序穩(wěn)定開展的重中之重煤礦巷道可以采用吊環(huán)式前探梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn) 行施工。在前探梁的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先要選擇材料質(zhì)量過 關(guān)的相關(guān)材料，工字鋼鋼材的選擇必須按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行操作 執(zhí)行，一般要求鋼材的長(zhǎng)度大于 3 米，這樣才能夠保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 和內(nèi)部應(yīng)力需求，同時(shí)還要對(duì)前探梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用吊環(huán)進(jìn) 行穩(wěn)步施工。根據(jù)前探梁的位置進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，要求前探梁和巷道的中軸 線處于同一直線之上。

3.2 合理應(yīng)用錨噴混凝土技術(shù)

在進(jìn)行煤礦巷道掘進(jìn)的過程中，極容易出現(xiàn)巖石層膨脹或者是坍塌的 問題，這就需要對(duì)整個(gè)巷道的周圍進(jìn)行良好的支護(hù)，這樣才能夠有效避免 后續(xù)出現(xiàn)安全問題。首先需要將頂梁和隔板的距離縮短，這樣才能夠在發(fā) 生問題的時(shí)候有著及時(shí)的反應(yīng)時(shí)間，還應(yīng)該遵守一個(gè)敲邦問頂原則。主要 指的是在進(jìn)行掘進(jìn)的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)存在活動(dòng)的巖石，就需要將這些活 動(dòng)的巖石及時(shí)的清理干凈，然后再在其表面設(shè)置臨時(shí)的防護(hù)支撐，例如搭 接鋼絲網(wǎng)片后利用錨噴技術(shù)噴射混凝土形成一個(gè)穩(wěn)固平整的平面，這樣即 便是內(nèi)部土層出現(xiàn)活動(dòng)，也不會(huì)出現(xiàn)滑坡坍塌的現(xiàn)象。還可以根據(jù)周圍巖 層的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行二次加固，每次混凝土噴射的厚度要保持在 3 公分到 5 公分之間，能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)巖層和封閉巖層的作用。最后在施工人員安裝為 相關(guān)的支護(hù)工具之后，還需要再一次錨噴混凝土。

3.3 應(yīng)用單體支柱

煤礦礦井開采時(shí)，如果遇到大型的礦井，所選擇吊環(huán)是前探梁的方案 至關(guān)重要。上文已經(jīng)提及該梁的長(zhǎng)度一般要大于三米，同時(shí)還需要采用單 體支柱進(jìn)行配合，作為前探梁的支架而完善設(shè)計(jì)方案。需要采用外注式的 單體液壓支柱，作為整個(gè)體系的支撐，每一根前探梁的下方都需要利用三 根單體液壓支柱作為支撐，才能夠保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。然后還要遵循 敲邦問頂原則。檢查頂部四周的巖石是否出現(xiàn)松動(dòng)活動(dòng)的現(xiàn)象，如果有，則需要將整個(gè)前探梁向前或者向后稍微偏移，當(dāng)然偏移的幅度要在規(guī)定允 許的范圍之內(nèi)。

3.4 單體液壓支柱與鉸接頂梁配合

整個(gè)礦井巷道的支護(hù)體系還可以采用單體液壓柱和鉸接頂梁相配合的 工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)然這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所選擇的金屬必須是國(guó)家規(guī)定允許 的特殊型號(hào)金屬，并且在進(jìn)行排布的時(shí)候相互位置要在一米左右，單體液 壓柱的間距也應(yīng)在一米左右。除此以外，對(duì)柱子的位置也有相關(guān)的設(shè)計(jì)要 求，需要盡可能的安裝在頂梁的中心位置，還可以在周圍設(shè)置一些臨時(shí)支 柱，方便后續(xù)支護(hù)體系的架設(shè)，也防止因漏頂導(dǎo)致施工困難。

四、結(jié)束語

綜上所述，我國(guó)目前的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)仍然存在一些問題，需要進(jìn) 行進(jìn)一步的優(yōu)化與升級(jí)，只有這樣才能夠在保證開采安全和穩(wěn)定的前提下，提高煤礦開采的效率。

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