煤矿巷道掘进支护技术存在的问题及对策

＊张晓东

（晋能控股煤业集团晋华宫矿 山西 030000）

随着我国社会的发展和经济水平的提升，在日常社会生活生产过程中对煤炭的需求量越来越大，煤矿开采项目也越来越多，煤矿巷道掘进施工数量也逐渐增多。传统的锚喷网联合支护技术是在掘进施工中经常使用的支护方式，但是随着采矿项目的增多，面临的矿井施工环境和内部构造也越来越复杂，在煤矿巷道掘进施工过程中受临近空采区以及覆岩层的影响，现使用的巷道支护技术和工艺仍然存在需要改进的问题，这些问题的存在对掘进巷道施工的质量和安全产生一定的影响。经有关部门统计，我国在2018-2020年间发生的煤矿顶板事故中，大部分都是由于支护工艺不到位、支护技术不合理所造成的。因此，为了保证煤矿施工过程中的安全性，需要对顶板支护中存在的问题进行解决。

1.煤矿巷道掘进支护工作存在的问题

(1)支护技术缺乏合理性

一些煤矿企业在施工过程中，过度重视经济效益、为了节约生产成本，在进行掘进巷道支护工作时，采用的支护材料不能达到安全要求，例如，不同的煤层属性和硬度不同，对支护材料的要求也各不相同，对于石炭二叠纪煤层这样松软、断层结构又多的煤层，需要加强支护材料的质量，因此需要施工单位在进行巷道支护时根据实际情况进行支护材料的选择，确保支护工作的有效性和安全性。

支护工作要遵循设计部门对掘进巷道支护的设计方案进行支护操作，一些设计部门在设计方案时存在盲目性，没有根据巷道受压状况及巷道顶板围岩的状况进行设计，对施工现场存在的断层碎裂带没有采取合理的支护设计方案，从而留下了安全隐患，为后续顶板维护工作增加了难度。

(2)支护工艺缺少完善的安全管理

目前，煤矿企业对顶板支护工作缺少足够的重视意识，没有对顶板做好支护工作。导致由于在掘进工作时出现顶板破裂以及顶板过断层带受到压力过大，最终致使顶板下沉，没有支护措施进行保护，将会造成严重的煤矿顶板安全事故的发生。

在施工人员进行巷道掘进施工时，作为一线操作人员缺少对顶板支护安全管理，在完成支护工作之后没有对支护失效的情况及时解决，没有检查支护质量。在进行巷道炮掘时，由于强烈的爆破操作，会导致很多支护装置出现失效的情况，如果不及时采取补充支护措施将会留下安全隐患，造成巷道冒顶的现象[1]。

(3)支护设备不够先进

采用悬臂式掘进机进行顶板支护，通常用于综合机械化掘进巷道。但是对于巷道的空顶处，利用悬臂式掘进机进行支护的质量比较差、不能达到施工现场的支护要求，容易导致现场出现支护事故。

在煤矿炮掘巷道掘进中通常利用风动锚索机对顶板进行钻眼，由于锚索机是由人工进行操作，因此在钻眼操作中会导致钻眼的深度和角度都存在相应的误差，最终导致支护存在不合格性，达不到支护效果。支护预紧工作也是由施工人员人为进行操作，依靠人工感觉便容易出现较大的误差，导致支护性达不到预计要求[2]。

2.提高巷道掘进支护水平的应对对策

(1)优化工艺流程

工艺流程是每个行业都必须要有的工作指导，在煤矿当中尤其应该规范作业流程。例如，在工作的过程当中会使用爆破这一工艺方式，爆破是一种具有一定危险性的工作方式，一旦使用不当就会造成坍塌。但是在掘进的时候根据地质情况有时候必须要使用爆破这种方式的。为了能够解决点眼时间长并且准确度不够这一问题，点眼器这一工具被研发出来。这一设备最大的优势就是可以根据巷道围岩的具体情况来选择最优的间距和抵抗线，从而使钻眼质量得到了显著的提高，并且炸药量也控制的更完美。

(2)提高对支护工作的安全管理力度

煤矿企业负责人要加强安全管理意识，对支护技术进行强化管理，提高对顶板支护工作的管理意识。将安全责任进行细化划分，明确各部门分管业务和责任直接负责人。根据各部门需求配备专业的技术人员提高支护工作的专业性。根据施工需求建立健全的规章制度，明确各员工的岗位职责，将安全管理落到实处。

做好顶板支护的前期勘测工作，在施工之前要对矿井地质结构、煤层存储状况、顶底板岩性、矿压规律等参数提前做好观测和勘探工作，为顶板支护工作做好基础参考数据。

在支护工作中要重视对支护效果和质量的检查，利用锚喷、锚索和锚杆进行支护的巷道要保证锚杆和锚索的质量、预紧力和拉力符合支护标准。防止因支护材料不达标造成的支护安全问题，要对巷道顶底板进行实施观测，出现移近量问题要及时解决。煤矿企业要加强对施工人员顶板支护管理的安全培训，提高操作人员的安全意识和专业能力，将支护工作安全落实，禁止空顶操作[3]。

(3)选择合适的支护方法

在不同的煤矿当中，所遇到的巷道种类也不尽相同，需要使用不同支护方式。

在处于顶板部分比较平整的巷道当中进行施工的时候可以通过锚杆、锚索然后应用金属网进行连接，最后在顶棚的位置进行喷浆操作和永久支护的方式，这样便能够将顶板永久的支护，通过这种方式支护的巷道具有极高的稳定性，并且在使用喷浆的方式进行固定的同时有效地改善了顶板的破碎问题，对于顶板的平整性有了显著的提升。

在煤矿当中进行挖掘的过程当中，经常会出现巷道顶板破碎或者岩石的质地较软的情况，遇到这样的巷道首先需要做的便是在顶板先注射经由马丽散和催化剂共同混合的液体，并且还应该使用撞楔的超前支护方式。这样做的目的是先将顶棚破碎的地方固定住，待顶棚确定稳定性后再使用永久支护的方式，只有这样才能够让顶棚的强度符合要求[4]。

还有一种比较复杂的情况就是在经过断层带这种比较麻烦的地质情况时，如果想要对这样的地形进行支护一定要将断层地带中破碎的岩石部分稳定，首先需要做的就是阻止周围的岩石进一步发生形变。我们可以采用在断层巷道中增加工字钢棚的方式来大体上固定住地形，然后在使用上一种方式将碎岩地带进行稳固，最后进行永久加固。由于这种巷道的地形比较复杂可以降低每个支护间的间距，但是使用的支护材料必须要符合规定的要求。

另外在煤矿中进行掘进时，为了保证掘进的效率必须要使用掘进设备，在使用设备的时候一定要注意工作面与顶棚之间要保持合适的距离，一旦之间的距离太近，在经过已经出现破碎的顶板时就有可能将顶板刮落。并且我们现在所使用的悬臂式掘进设备技术还不太成熟，无法做到在掘进的同时对顶棚进行支护，因此需要根据实际情况设计一套如下图的工装能够对顶板处进行临时的加固操作，这样便能有效的降低顶板的安全问题。

图1 掘进巷道丝杠式前探梁超前支护剖面

(4)更新维护掘进支护技术

在煤矿掘进施工的过程中，巷道顶棚的安全工作特别的重要，因此掘进的设备一定要进行及时的更新和维护。现在科学技术比较发达，设备的种类也十分的丰富，要学会根据不同的情况选择不同的设备。现在的智能化设备已经全面应用到了社会的生产过程当中，在煤矿施工中我们也可以引入智能设备，对支护设备工作的参数进行维护和监测，并且在施工过程中对顶板进行监测。这样既保证了巷道中支护的质量又能够有效地提高安全性。

3.结束语

煤矿是我国重要的能源，在我国的发展中占据着不可动摇的地位，为此煤矿中的安全问题需要特别的关注。在巷道中进行掘进施工以及支护的过程影响因素比较多，无论是设备的效率低还是地质结构比较复杂都容易对掘进和支护的结果造成影响。为此，在煤矿开采之前和开采的过程当中要对掘进和支护的工作进行仔细的分析，根据煤矿当中的实际情况来制定相应的策略，对于掘进和支护的工作要严格的进行管理从而提高施工的质量，工作的效率和煤矿的开采量。