＊盧 騰

（忻州神達(dá)安全技術(shù)綜合服務(wù)有限公司 山西 034000）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科學(xué)進(jìn)步迅速更迭，現(xiàn)階段，煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了新一輪的變革，特別是隨著煤礦事業(yè)的發(fā)展，掘進(jìn)技術(shù)衍生出更多元化的形式。當(dāng)前，煤礦挖掘難度持續(xù)加大，對(duì)于煤礦人員產(chǎn)生的安全威脅日漸增加，所以煤礦礦井應(yīng)該加強(qiáng)支護(hù)，確保煤礦施工的整體安全。然而，縱觀當(dāng)前煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中仍然存在一定的不足，因此本文針對(duì)煤礦掘進(jìn)支護(hù)常見(jiàn)的問(wèn)題展開(kāi)討論，希望能夠彌補(bǔ)其中存在的漏洞，運(yùn)用煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)為我國(guó)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

1.煤礦掘進(jìn)支護(hù)的作用與基本現(xiàn)狀

(1)煤礦掘進(jìn)支護(hù)的作用

作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的重要支柱性產(chǎn)業(yè)，煤礦企業(yè)能夠?yàn)閲?guó)家各個(gè)行業(yè)提供充足的發(fā)展動(dòng)力與能源保障。然而，如何確保煤礦產(chǎn)業(yè)的安全是當(dāng)前煤礦企業(yè)重點(diǎn)研究的重點(diǎn)工作。如果煤礦企業(yè)缺乏安全防護(hù)與管理，極易引發(fā)各類(lèi)坍塌事故，造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失與人員損害等。為了有效減少煤礦災(zāi)難，應(yīng)該加強(qiáng)煤礦掘進(jìn)支護(hù)鞏固工作管理，在開(kāi)展煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作過(guò)程中，結(jié)合掘進(jìn)支護(hù)工作的具體工作情況，充分發(fā)揮煤礦掘進(jìn)支護(hù)的功能。從本質(zhì)上來(lái)講，煤礦掘進(jìn)支護(hù)的存在，是企業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的保障，同時(shí)也是人員生命健康安全的守護(hù)者，倘若在這一方面存在問(wèn)題，極容易導(dǎo)致巷道坍塌，地下水蔓延與覆蓋，礦物質(zhì)受到污染，所產(chǎn)生的社會(huì)影響無(wú)疑是十分巨大的。

(2)煤礦掘進(jìn)支護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

根據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，煤礦企業(yè)在開(kāi)展巷道掘進(jìn)中通常會(huì)沖擊到原巖應(yīng)力，由此導(dǎo)致巷道掘進(jìn)缺少穩(wěn)定性，引發(fā)一定的危險(xiǎn)因素。煤礦中的圍巖在一定程度上會(huì)受巖體內(nèi)部的影響，產(chǎn)生一定的坍塌或者位移等問(wèn)題，甚至引發(fā)更大的安全事故，威脅到工作人員的生命安全。因此，在煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)過(guò)程中，為了能夠合理地控制頂板，減小頂板間離層，施工人員應(yīng)該在有效的時(shí)間內(nèi)借助于支護(hù)技術(shù)減輕圍巖發(fā)生的變形量，避免石塊掉落，威脅到工作人員的生命安全，確保煤礦巷道掘進(jìn)工作的正常進(jìn)行。因此，煤礦工作人員在開(kāi)展巷道掘進(jìn)支護(hù)工作中，應(yīng)該分析其中存在的不足問(wèn)題，并聯(lián)系到當(dāng)下的煤礦環(huán)境與外在條件，發(fā)揮煤礦掘進(jìn)支護(hù)作用。

2.分析煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的常見(jiàn)問(wèn)題

(1)煤礦巷道缺乏實(shí)際改良

煤礦開(kāi)采工作中，有關(guān)巷道的參數(shù)需求會(huì)隨著社會(huì)建設(shè)而發(fā)生改變，比如說(shuō)，在大小以及寬度上，都要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的礦物質(zhì)分布以及土質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，選用符合要求的開(kāi)采技術(shù)，以機(jī)械化手段為主，從而來(lái)提高整個(gè)工程的施工效率。一般來(lái)講，相關(guān)人員在巷道寬度的設(shè)計(jì)中，會(huì)考慮到所選用機(jī)械設(shè)備的大小、開(kāi)采面積以及效率，并完成巷道數(shù)據(jù)的調(diào)整，就目前來(lái)看，由于我國(guó)所選用的掘進(jìn)支護(hù)手段較為落后，無(wú)論是設(shè)備還是技術(shù)上都存在一定的不足，這就使得煤礦巷道的尺度變化很容易會(huì)受到外在因素的限制與影響，開(kāi)采工具的作用難以得到提升，對(duì)于煤礦企業(yè)自身的發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生阻礙。

究其原因，是因?yàn)橄锏赖脑O(shè)計(jì)形式單一化特性明顯，整個(gè)發(fā)展空間相對(duì)狹小，能夠利用的斷面區(qū)域較小，效率不足，以至于設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量受到影響。同時(shí)，煤礦巷道本身的推進(jìn)模式大多是由淺入深，循序漸進(jìn)，在這一過(guò)程中，掘進(jìn)深度的數(shù)值延伸，也會(huì)使得傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)與運(yùn)輸系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，所面臨的社會(huì)要求也會(huì)隨之提升，這就需要企業(yè)及時(shí)進(jìn)行支護(hù)模式的調(diào)整，改變簡(jiǎn)單形式的影響，進(jìn)而來(lái)達(dá)到預(yù)期的巷道建設(shè)目的。

開(kāi)采煤礦資源時(shí)，煤礦巷道是起到關(guān)鍵作用的輸送通道，一方面它能夠?qū)⒚旱V運(yùn)輸?shù)降孛?，另一方面巷道也是煤礦工人開(kāi)展工作的重要環(huán)境。然而，在實(shí)際工作過(guò)程中，大多數(shù)企業(yè)在開(kāi)采煤礦過(guò)程中往往缺少對(duì)煤礦巷道的關(guān)注和重視，在巷道建設(shè)中采取一些舊的基礎(chǔ)設(shè)施和模式。原因在于，巷道建設(shè)需要運(yùn)用過(guò)多的成本，企業(yè)想要保證更多的產(chǎn)值，便忽略了安全方面的投入，導(dǎo)致巷道建設(shè)難以滿(mǎn)足安全需求，沒(méi)有更新現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備的開(kāi)采條件，甚至難以提升掘進(jìn)開(kāi)采效率，煤礦開(kāi)采作業(yè)條件較差。較為常見(jiàn)的巷道支護(hù)包括：料石支護(hù)、木支護(hù)、混凝土砌碹、U型鋼支護(hù)等，最為常用的是錨桿支護(hù)及噴射混凝土支護(hù)，如圖1所示。

圖1 料石支護(hù)

(2)煤礦支護(hù)設(shè)備技術(shù)更新不及時(shí)

縱觀當(dāng)前煤礦開(kāi)采工作中，煤礦開(kāi)采需求與當(dāng)下企業(yè)擁有的生產(chǎn)設(shè)備之間存在脫鉤現(xiàn)象，一些煤礦支護(hù)設(shè)備相對(duì)陳舊，難以適應(yīng)外部的生產(chǎn)開(kāi)采需求。此外，由于當(dāng)下地質(zhì)環(huán)境和地理?xiàng)l件越來(lái)越復(fù)雜，在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中安全操作較慢，對(duì)于施工團(tuán)隊(duì)的技術(shù)要求較高，特別是近幾年我國(guó)煤礦事故頻繁發(fā)生，如果煤礦支護(hù)基礎(chǔ)設(shè)備更新?lián)Q代不及時(shí)，將會(huì)難以適應(yīng)日新月異的煤礦行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

舉例來(lái)說(shuō)，在某年某地發(fā)生的煤礦冒頂堵人事故中，由于煤礦掘進(jìn)機(jī)發(fā)生故障無(wú)法正常工作，當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的綜合班安排1名電工到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修繕掘進(jìn)機(jī)，并且安排6人配合電工修繕掘進(jìn)機(jī)。然而，由于試撿漏后仍然無(wú)法送電，值班人員隨即打電話(huà)卻無(wú)法接通，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)筒脫節(jié)，巷道冒頂，如圖2所示，頂部出現(xiàn)碎矸淌漏，皮帶機(jī)架壓趴，然后迅速打開(kāi)壓風(fēng)，安排外面人員調(diào)度大隊(duì)開(kāi)展救援，幾名被困人員全部脫險(xiǎn)。通過(guò)此次事件可以看到，一些支護(hù)設(shè)備沒(méi)有及時(shí)更新，如錨索網(wǎng)支護(hù)設(shè)備落后陳舊，極易引發(fā)各類(lèi)安全事故，影響人員工作。

圖2 冒頂事故

(3)煤礦開(kāi)采機(jī)械設(shè)備需要完善

掘進(jìn)機(jī)是開(kāi)采煤礦資源中較為關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)備，主要通過(guò)機(jī)械原理來(lái)探測(cè)、開(kāi)采、運(yùn)輸資源?，F(xiàn)階段，我國(guó)最常用的機(jī)械設(shè)備為懸臂掘進(jìn)機(jī)，這種機(jī)械設(shè)備能夠滿(mǎn)足煤礦各類(lèi)開(kāi)采條件與環(huán)境。然而，在一些特殊的煤礦掘進(jìn)工作中，施工人員通常需要對(duì)支護(hù)錨固作業(yè)工作，因此攜帶的設(shè)備數(shù)量與工具的重量相對(duì)較大，由此加劇了掘進(jìn)機(jī)開(kāi)采的難度，降低了整體開(kāi)采效率，影響最終掘進(jìn)機(jī)工作的質(zhì)量，同時(shí)為一些煤礦單位埋下了巨大的安全隱患。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)該結(jié)合當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)與煤礦的外部環(huán)境等，合理創(chuàng)新煤礦開(kāi)采機(jī)械設(shè)備，進(jìn)一步提升煤礦巷道掘進(jìn)工作的整體效率與穩(wěn)定性。

(4)煤礦掘進(jìn)支護(hù)難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)情況

當(dāng)前，我國(guó)常見(jiàn)的錨桿支護(hù)手段種類(lèi)多樣化，如水泥錨桿、樹(shù)脂錨桿以及機(jī)械錨桿，這些都是具有極高應(yīng)用頻率的。不過(guò)，就目前來(lái)看，這類(lèi)錨桿無(wú)論是剛度還是支護(hù)強(qiáng)度，其本身都存在著一定程度的問(wèn)題，在應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)或者未探索的地區(qū)時(shí)，無(wú)法發(fā)揮有效的支護(hù)作用，進(jìn)而產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。例如，在開(kāi)展復(fù)雜地質(zhì)掘進(jìn)與施工時(shí)，會(huì)發(fā)生支護(hù)失效甚至是變形的問(wèn)題，尤其是處于采空區(qū)邊緣，由于受到側(cè)向壓力以及工作面的影響，壓力之間的相互疊加，會(huì)極大程度上放大作用力的作用效果，使得外側(cè)支護(hù)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生被破壞的情況，整體結(jié)構(gòu)變形彎曲，下沉明顯，底板結(jié)構(gòu)裂縫嚴(yán)重，甚至還會(huì)發(fā)生開(kāi)裂的問(wèn)題，進(jìn)而使得煤礦施工與開(kāi)采的安全無(wú)法得到保障，后續(xù)的工作內(nèi)容也會(huì)受到影響。

3.探究煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的有效應(yīng)用策略

(1)完善煤礦巷道建設(shè)，提高運(yùn)輸通道安全

煤礦開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用，以及開(kāi)采作業(yè)效率的提高，有賴(lài)于煤礦開(kāi)采中的安全防護(hù)工作是否做到位。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)該可以進(jìn)一步改善煤礦巷道的有益建設(shè)。首先，應(yīng)該拓寬巷道的作業(yè)范圍與面積，改善過(guò)去拱型的巷道，轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蜗锏?，確保機(jī)械設(shè)備能夠正常地通行。其次，改良煤礦巷道，便于開(kāi)采煤礦工作之后進(jìn)行通風(fēng)，通過(guò)巷道改造可以排放瓦斯等有害氣體。最后，促進(jìn)單巷道施工向多巷道施工的轉(zhuǎn)變。通過(guò)巷道開(kāi)采的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中可以得知，采取巷道埋深的方式，能夠加快由淺及深的變化，滿(mǎn)足不同的煤礦資源開(kāi)采地質(zhì)環(huán)境，使施工團(tuán)隊(duì)能夠在各種條件下順利開(kāi)采，提升施工人員安全性。

(2)創(chuàng)新煤礦巷道支護(hù)設(shè)備，滿(mǎn)足不同施工需求

在選擇煤礦支護(hù)工藝的過(guò)程中，應(yīng)該遵循煤礦的實(shí)際情況，因地制宜進(jìn)行選擇。比如，如果遇到一些矩形斷面的施工開(kāi)采環(huán)境，在進(jìn)行支護(hù)處理技術(shù)時(shí)，若想保證巷道圍巖的穩(wěn)定性，則應(yīng)該運(yùn)用錨桿支護(hù)和錨索支護(hù)相結(jié)合的方式，加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量，同時(shí)運(yùn)用錨桿插進(jìn)裝好的孔徑之中，并且將錨桿固定在巖層中，運(yùn)用錨索轉(zhuǎn)移多余的巖石，保證巖層的整體穩(wěn)固性，確保巖層在施工中的安全。如圖3所示。利用支護(hù)礦井?dāng)嗝娴倪^(guò)程中，要結(jié)合斷面的實(shí)際面積來(lái)選擇施工設(shè)施，如果斷面面積相對(duì)較小，可運(yùn)用小型支護(hù)設(shè)備；如果斷面面積較大，則需要選擇一些大型的支護(hù)設(shè)備。在施工中，考慮到一些煤礦區(qū)具有通風(fēng)需求，支護(hù)技術(shù)應(yīng)用要由淺及深、由易到難地轉(zhuǎn)變，提高支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新性、先進(jìn)性，滿(mǎn)足不同的復(fù)雜地形，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)收益。

圖3 錨桿支護(hù)技術(shù)

如果不注重支護(hù)設(shè)備的保護(hù)，極易引發(fā)事故。例如，某礦綜掘施工的煤巷交岔點(diǎn)在某年發(fā)生一起冒頂事故。該隊(duì)五名職工在4324下平巷交叉口第一部皮帶路搞衛(wèi)生時(shí)，由于該處頂、底板移近量和頂板淺部離層大，且錨索未錨固在頂板穩(wěn)定巖層中，造成交叉口出頂板突然冒落，將趙某等5人埋住。3名工人被砸死，2名重傷。

(3)合理發(fā)揮混凝土支護(hù)作用，加強(qiáng)煤礦掘進(jìn)的穩(wěn)定性

結(jié)合煤礦開(kāi)采安全案例來(lái)看，采用混凝土永久支護(hù)方式，能夠滿(mǎn)足巷道支護(hù)的安全需求。在運(yùn)用混凝土支護(hù)技術(shù)的過(guò)程中，需要高度重視以下幾個(gè)方面：一是控制好混凝土噴射的質(zhì)量，調(diào)節(jié)噴射距離。噴射厚度滿(mǎn)足不同的施工地質(zhì)條件，所以要拓寬噴射的范圍。二是控制好噴射的厚度，可以運(yùn)用臨時(shí)錨桿，按照不同的層次進(jìn)行噴射。通常首次噴射時(shí)，要控制好厚度，結(jié)合具體的實(shí)際情況增加噴射的厚度，保證噴射質(zhì)量安全合格。同時(shí)，應(yīng)該按照不同的情況設(shè)置好鋼絲網(wǎng)防銹防腐，加強(qiáng)鋼絲網(wǎng)的支護(hù)穩(wěn)定性。

(4)對(duì)煤礦地質(zhì)環(huán)境加強(qiáng)勘察，根據(jù)施工環(huán)境做足準(zhǔn)備

在煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作中，對(duì)于地質(zhì)信息的考察與錄入是最基本的參考材料，直接關(guān)系著后期掘進(jìn)支護(hù)開(kāi)采的質(zhì)量。為此，煤礦企業(yè)應(yīng)該考慮到一些地域的不同地質(zhì)環(huán)境，包括頂板碎裂，斷層多，沖刷帶多，巖石堅(jiān)硬等不同情況。在對(duì)地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中，應(yīng)該了解到礦山整體的地質(zhì)情況，合理分析周邊的圍巖巷道間的不同聯(lián)系，便于確定來(lái)壓的方位，明確切斷壓力來(lái)源，做好之后安全工作。錨桿支護(hù)工作應(yīng)該更加系統(tǒng)化，因此對(duì)于不同的環(huán)節(jié)應(yīng)該全面分析，其中包括支護(hù)所運(yùn)用的資金運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，工程設(shè)計(jì)，地質(zhì)施工等。當(dāng)明確各個(gè)環(huán)節(jié)的相應(yīng)問(wèn)題之后，設(shè)計(jì)好支護(hù)方案，提升支護(hù)效果。

4.結(jié)束語(yǔ)

新時(shí)期時(shí)代背景下，煤炭行業(yè)處于競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境中，若想資源可持續(xù)發(fā)展，則應(yīng)該采取先進(jìn)的煤礦挖機(jī)技術(shù)，運(yùn)用創(chuàng)新性的煤礦掘進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)造更多的煤產(chǎn)量。但是，煤礦企業(yè)也應(yīng)該注重煤礦挖掘支護(hù)技術(shù)的安全問(wèn)題，完善掘進(jìn)支護(hù)各個(gè)流程，消除其中存在的安全隱患，進(jìn)一步提高煤礦頂板的支護(hù)質(zhì)量與效率，提高煤礦作業(yè)的整體安全性能。同時(shí)，煤礦企業(yè)應(yīng)該高度重視掘進(jìn)支護(hù)中存在的一些弊端，加強(qiáng)解決，進(jìn)一步促進(jìn)煤礦采掘業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，為社會(huì)提供充足的能源。