馬培 焦亞頂

登封市金星煤業(yè)有限公司 河南鄭州 452486

1 影響支護(hù)穩(wěn)定性因素概述

1.1 井下地質(zhì)條件

煤礦巷道所處層位的地質(zhì)條件對(duì)巷道的支護(hù)有較大的影響。若巷道所處的地質(zhì)條件較為惡劣，則在進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)時(shí)應(yīng)根據(jù)圍巖情況采取合理的支護(hù)技術(shù)進(jìn)而有效的提升整體的支護(hù)質(zhì)量，保證煤礦生產(chǎn)的安全性。若巷道所處位置地質(zhì)條件較好，則在進(jìn)行掘進(jìn)施工時(shí)可以考慮選擇相對(duì)簡(jiǎn)易的支護(hù)形式，進(jìn)而有效地提高作業(yè)效率，降低煤礦生產(chǎn)成本。

1.2 施工工藝

現(xiàn)階段，在巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，尤其是巖巷掘進(jìn)中常見(jiàn)的掘進(jìn)技術(shù)是炮掘，這一技術(shù)在使用的過(guò)程之中具有投資成本低，適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，但是如果在使用這一技術(shù)時(shí)只關(guān)注掘進(jìn)的速度，未充分的考慮對(duì)巷道周邊圍巖的影響，則可能導(dǎo)致頂板事故的發(fā)生，給煤礦的安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大的威脅。所以在采用鉆爆法施工的過(guò)程中應(yīng)該根據(jù)圍巖性質(zhì)及炸藥性能對(duì)炮眼數(shù)量及炸藥使用量進(jìn)行精確的計(jì)算，進(jìn)而保證這兩個(gè)重要的參量滿(mǎn)足相關(guān)的技術(shù)要求，避免在施工的過(guò)程之中對(duì)巷道的圍巖造成不必要的破壞。隨著我國(guó)掘進(jìn)機(jī)械裝備的提升，部分條件適宜的巖巷已逐步采用綜掘機(jī)替換炮掘，從而有效提高了巷道掘進(jìn)的安全性和掘進(jìn)效率。使用綜掘機(jī)不光能后減少爆破對(duì)圍巖穩(wěn)定性造成的破壞，避免爆破事故的發(fā)生，還能提高掘進(jìn)效率與支護(hù)質(zhì)量，縮短成巷時(shí)間及巷道維護(hù)時(shí)間，從而有效降低生產(chǎn)成本。

1.3 煤礦掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備落后

煤礦掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備落后作為當(dāng)前煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)中普遍存在的問(wèn)題之一，對(duì)于煤礦開(kāi)采工作的安全性有著較大的影響。由于部分企業(yè)使用的掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備較為落后，這就導(dǎo)致在實(shí)際的煤礦開(kāi)采工作中，支護(hù)質(zhì)量不能很好的滿(mǎn)足工程要求。同時(shí)，由于設(shè)備存在一定的磨損和老化現(xiàn)象，這就導(dǎo)致其在施工中支護(hù)性能下降。所以要逐步淘汰落后的支護(hù)工藝與設(shè)備，這樣才能不斷提升支護(hù)質(zhì)量。

2 提升頂板支護(hù)技術(shù)的方案概述

2.1 完善巷道掘進(jìn)施工的地質(zhì)勘探工作

在進(jìn)行巷道掘進(jìn)施工時(shí)首先應(yīng)該對(duì)待掘進(jìn)區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行全面的勘測(cè)，充分的了解待掘進(jìn)巷道區(qū)域的內(nèi)應(yīng)力狀況，并根據(jù)勘測(cè)結(jié)果選擇適宜的支護(hù)方式，在施工之前制定完善的施工方案。并且在施工前應(yīng)該對(duì)參與施工的技術(shù)人員和工作人員進(jìn)行全面的培訓(xùn)，確保其全面的了解各項(xiàng)施工內(nèi)容，能夠正確的進(jìn)行相關(guān)的操作。

2.2 采取措施提高巷道支護(hù)強(qiáng)度

煤礦巷道在初次掘進(jìn)的過(guò)程之中極容易出現(xiàn)變形和位移的現(xiàn)象，在進(jìn)行掘進(jìn)施工的過(guò)程中宜采用柔性和剛性相結(jié)合的支護(hù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而有效地解決巷道存在的變形和位移問(wèn)題，盡可能的保證巷道內(nèi)部空間，避免在巷道支護(hù)完成之后出現(xiàn)大規(guī)模的巷道返修情況。

2.3 普及新工藝與新技術(shù)

現(xiàn)階段隨著機(jī)械化、自動(dòng)化以及智能化技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦裝備也在快速的向著智能化的方向發(fā)展，與此相對(duì)應(yīng)的煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)都引來(lái)了巨大的變革。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程之中應(yīng)該重視技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的巨大的影響，在生產(chǎn)的過(guò)程之中積極的引入全新的技術(shù)設(shè)備，并依據(jù)新的設(shè)備開(kāi)發(fā)出全新的施工工藝，提升掘進(jìn)的整體效率和支護(hù)效果。例如在巷道掘進(jìn)的過(guò)程之中如果遇到較大的斷面層，則可以采用連續(xù)掘進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行施工，以此來(lái)降低頂板支護(hù)的施工難度。

2.4 完善管理機(jī)制

煤礦作為一個(gè)高危行業(yè)，只有完善的管理機(jī)制才能確保礦井安全生產(chǎn)，進(jìn)而創(chuàng)造高額經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合我國(guó)當(dāng)前形勢(shì)，要建立一個(gè)完善的管理體系，首先要對(duì)井下作業(yè)進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)。對(duì)于掘進(jìn)巷道而言，存在的主要風(fēng)險(xiǎn)為頂板、瓦斯、爆破等。不同的掘進(jìn)巷道，以上風(fēng)險(xiǎn)又有所區(qū)別。這就需要結(jié)合實(shí)際情況，針對(duì)不同的安全風(fēng)險(xiǎn)，分級(jí)進(jìn)行管控。對(duì)辨識(shí)出的風(fēng)險(xiǎn)管控的過(guò)程，實(shí)際就是隱患排查的過(guò)程，二者時(shí)相輔相成的，只有在兩者共同作用下才能確保掘進(jìn)施工安全。

3 煤礦巷道頂板支護(hù)工藝改進(jìn)

受地理環(huán)境等多方面因素的影響，我國(guó)資源儲(chǔ)備狀況為多煤少油，因此煤炭一直是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源。建國(guó)以來(lái)我國(guó)建設(shè)了大量的礦井，過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)建設(shè)的礦井從技術(shù)上講較為落后，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)礦井進(jìn)行有效的技術(shù)升級(jí)，將先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用到礦井之中，對(duì)于提升煤礦的生產(chǎn)效率，保證煤礦的生產(chǎn)安全具有非常重要的意義。例如我礦在12 采區(qū)運(yùn)輸下山掘進(jìn)中，每個(gè)斷面周長(zhǎng)為9.11m。原來(lái)采用Φ18×1.8m 錨桿配合間距0.8m 鋼帶進(jìn)行支護(hù)，每個(gè)斷面使用13 根錨桿，錨桿排距0.8m；通過(guò)不斷計(jì)算與實(shí)踐，替換為Φ20＊2.2m 長(zhǎng)錨桿配合間距1m 鋼帶進(jìn)行支護(hù)，每個(gè)斷面使用10 根錨桿，排距不變。與原支護(hù)方案相比，每個(gè)斷面少用了3 根錨桿。通過(guò)以上方式對(duì)巷道支護(hù)進(jìn)行改進(jìn)后，每100 米巷道少用了375 根錨桿。在巷道支護(hù)過(guò)程中，通常每打入一根錨桿耗時(shí)5min，應(yīng)用新的支護(hù)方式后，單根錨桿支護(hù)使用的時(shí)間略微有所增加，但整個(gè)斷面總體耗時(shí)明顯減少，有效地提升了錨桿支護(hù)作業(yè)的效率，降低了材料消耗。

表1 為巷道掘進(jìn)支護(hù)優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)表格。由表1 可知，支護(hù)方案改進(jìn)后，錨桿最大軸力降低了2.8%，頂板最大位移量減小了11.62%，頂板塑形變形深度減小了2.7%，由此可知，優(yōu)化后的支護(hù)方案具有更高的支護(hù)性能，更能滿(mǎn)足當(dāng)前巷道的使用需求，也使得井下采煤效率得到顯著提升（表1）。

表1 掘進(jìn)支護(hù)方案穩(wěn)定性對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)安全成為了社會(huì)群眾關(guān)注的重點(diǎn)，加強(qiáng)掘進(jìn)巷道之中頂板支護(hù)技術(shù)的研究對(duì)于保證煤礦的安全生產(chǎn)具有非常重要的意義。為此相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)習(xí)，總結(jié)頂板支護(hù)方面已經(jīng)取得的經(jīng)驗(yàn)，積極的引入全新的支護(hù)技術(shù)從而有效的保障煤礦生產(chǎn)安全。有效提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,從而推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。