巷道掘进支护中常见问题与应对措施分析

张洪铭

（神东监理有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 017200）

引言

目前，随着综采工艺的发展，工作面推进的速度越来越快，这对工作面的准备提出了更高的要求。从中国大多数煤矿的掘进状况来看，掘进速度跟不上工作面回采速度，引发了采掘接替紧张问题。采掘接替紧张问题的出现会严重影响矿井生产效率。解决这一问题的关键在于实现煤矿巷道的快速掘进。然而，在实际生产过程中，制约巷道掘进速度的因素有很多，例如掘进工艺、支护方式等。

一、现存常见问题

（一）煤矿掘进支护技术问题

施工人员的掘进支护技术决定着煤矿开采的安全性，在技术相对较为落后的情况下，容易导致没有办法预防安全事故以及解决突发情况。由于矿井的形态具有多样性，采用的掘进技术方法有限，导致在复杂的地形地势中无法真正得到保障。

（二）煤矿掘进支护设备问题

由于我国的煤矿企业的大小规模不同，且地形环境原因，开采的数量也有所不同，并且在我国经济发展过程中，出现各中小企业内部资金分布不均的情况，因此对于设备的需求量也有所不同，落后的设备影响开采的效率，容易导致时间资源的浪费以及增大事故发生的几率。若是煤矿企业依旧采用传统单一的落后设备，不及时进行更新，在运用于地下开采的过程中也会降低效率，无法满足复杂的井下开采环境。

（三）煤矿掘进支护方法问题

在井下煤矿开采的过程中，掘进支护方法问题在一定程度上限制了发展。巷道掘进支护是一种较为常见并广为运用的方法，沿空巷道等复杂的地形情况需要解决好，否则容易出现底板鼓起等问题。

（四）煤矿掘进支护理念问题

在我国煤矿开采的进程中，掘进支护措施是必不可少的，它决定着开采工作能否顺利实施。基于此，通过外界加固方法来支撑地下环境的一个稳定性，让岩层结构和应力平衡不被破坏，如此减少容易坍塌等开采环境不稳定的问题。但由于目前企业为了减少开采成本，或者是不愿意学习先进的支护理念，在重视度不足的情况下，阻碍了煤矿掘进支护技术的发展，加大了井下开采安全问题发生。

（五）煤矿巷道存在安全隐患

在整个煤矿生产过程中，掘进支护是一项重要环节，主要是利用锚杆等工作来对煤矿巷道周围的岩石形成支护效果，从而确保巷道整体稳定性的提升。近些年来，我国煤矿掘进支护技术取得了较为快速的发展，安全性能也在不断提升。但是，就当前煤矿施工现状来说，掘进支护技术还存在较多的安全隐患。其中，较为典型的问题就是煤矿巷道已经逐渐从岩巷向煤巷道进行转变，这种情况有效降低了煤矿开采的难度，并且还提高了煤矿开采整体水平。这一问题会具体表现在煤矿巷道断面的转变上，主要由拱形变为安全系数更高的矩形，这不仅可以提高煤矿开采工人的挖掘效率，而且还可以提高断面的使用价值，从而确保巷道可以满足多功能的需求。但是，在转变过程中也出现了其他问题，主要体现在对支护材料要求更高这一点上，也就是说，有部分企业就会因为想要节约成本而使用一些质量中等的钢质材料，从而给煤矿巷道的安全性产生威胁，另外工人生命安全也会受到威胁。同时，这一安全系数的提升还会伴随着煤矿巷道的增加而相应增加，甚至还会出现成倍放大的现象。

二、煤矿掘进支护进行的重要意义

对于支护技术而言，主要是在采掘过程中确保顶板安全性而采取的措施，这不仅关系到煤矿工作整体的安全度和效率性，也可以推动煤矿开采整体机械化水平的提高。因此，这项技术在井下采掘生产中有着重要的地位。就当前我国煤矿企业的发展情况来说，确保煤矿生产中工作人员的安全性是首要问题，而且对掘进支护进行必要的资金投入以及建设也是关系安全生产的重要方面，对近些年来煤矿企业的整体发展有着积极的效果。在生产过程中，很多煤矿企业都以追求经济效益为目标，因此就会忽略安全防护的重要性，甚至还会出现矿难的情况。因此，就需要做好矿井的安全防护措施，避免产生其他安全隐患。而这一目标的实现主要是以做好矿井的安全防护为前提，之后就可以采取矿井支护技术预防安全隐患的发生。另外，在之后煤矿掘进过程中，也需要根据实际情况因地制宜选择更加合理的煤矿支护技术，减少井下矿井事故的发生率，同时这也是确保进行安全作业的重要手段。

三、针对我国煤矿掘进支护中存在的问题所采取的措施

（一）强化煤矿掘进支护技术的联合使用

在具体煤矿掘进过程中，还需要进一步结合煤矿掘进工作面围岩的类型以及相应巷道所表现出的形态，来选择支护技术，并且确保整体的科学性。之后还需要在采取联合支护方式的过程中，重视周边围岩的安全性和稳定性。例如，当矩形断面进行支护过程中，就需要选择科学的锚杆支护以及锚索支护，并且还需要把锚杆插入到预先完成的围岩钻孔中，从而利用锚索对周围岩层结构形成上移的效果。在之后的工作过程中，还需要将锚索支护以及锚杆支护进行联合使用，从而确保整体掘进支护技术进行提升，避免出现其他安全隐患。大多数企业为了谋取利益都会在采矿过程中减少掘进支护措施这一方面的投入，因此就会给之后煤矿的安全生产带来一定的安全隐患，从而影响到煤矿开采的进程。

（二）吊环式前探梁加固

对于传统支护技术来说，很多情况都是缺乏前探梁而出现支架支撑不足的问题，因此整体稳定性较差，就会对工作人员的生命安全产生威胁。对这一问题进行分析和研究，可以通过在前探梁支架上增加三根吊环的方式来提高吊环的强度，并且还可以对整个支护工程形成校正效果，从而整体提高前探梁的稳定度。除此之外，还可以通过利用若干木楔以及方木的方式来对前探梁形成加固的效果，确保整体支护效果更加稳定。

（三）尝试应用吊环式前探梁

尽管煤矿掘进支护技术在多年的井下施工工作中得到了较好的提升，仍需要针对煤矿掘进支护中技术革新来解决问题，提高煤矿开采效率，减少人员伤亡等问题。基于此，可以通过尝试应用吊环式前探梁解决问题。在这一过程中，工作人员需要先判断地下情况是否较为复杂，若是相对简单，则是可以采用此种措施，在一定程度上能够避开不稳定的井下开采因素。第一，先拿出三根吊挂前探梁支架，它主要是用于临时支护，让井下环境不被开采时影响并发生波动。第二，需要采用矿用工字钢前探梁并将吊环制作并固定好，构木可以用于前探梁的上方。

（四）在吊链的时候采用前探梁

三根吊挂的前探梁支架有助于在煤矿井下开采时起到一个稳定性作用，基于此，在材料的选用中，首先用吊环固定住π 型的钢制作，前探梁需要注意超前支护和两帮的距离以及和迎头端面的距离都有规定的。除此之外，在针对前探梁往前移动的工作时需要先进行敲帮问顶，否则容易出现其他影响。在施工的过程中，运用前探梁出现一些特殊情况时，还需要人工进行额外加固。

（五）多元选择掘进支护方案方法

在煤矿开采的施工执行过程中，运用多元化的掘进支护方案有助于工程顺利实施。基于此，除了吊环式前探梁支护外，还可以采用初喷混凝土工艺等，以此来解决复杂的地势环境中煤矿开采的问题，高效解决施工低效率以及容易出现安全风险等情况，不仅提高了开采效率，还减轻工作人员的伤亡几率。

（六）单体液压支柱顶梁支护在掘进支护过程中的应用

在具体巷道掘进施工过程中，还需要在巷道上方大约1m 左右的地方增加铰接梁，主要是由单体液压支柱形成支撑，并且还会将单体液压支柱之间的距离进行相应的控制，大多集中在1.2m 左右。那么，在之后进行放炮作业过程中，还需要用水平销进行加固，之后再利用单体液压进行支撑，从而对铰接梁进行固定，确保巷道整体具备较强的支撑力，也可以达到确保井下采矿工作人员生命安全的目标。

四、提高巷道掘进速度的措施分析

（一）合理选择巷道位置

为了尽可能地提高巷道掘进速度，要合理地选择巷道位置。若巷道布置的位置不当，不仅不能提高巷道掘进速度，还可能造成大量返工，影响施工进度。在选择巷道的位置时，要做好以下几方面：1.巷道掘进区域要避开一些地质构造，例如断层、陷落柱等，以减少施工过程中安全支护所消耗的时间；2.巷道要避免穿过含水层，在穿过含水层时，需要采取大量的安全措施，严重影响施工进度；3.巷道布置在稳定的岩层，在布置巷道时要充分考虑周围已存在巷道的影响及岩层岩性的影响，若巷道掘进穿过其他巷道的影响区，则需要花费大量时间进行加强[1]。

（二）提高煤巷的掘进比例

为了尽可能提高巷道掘进速度，要尽量沿煤层走向掘进巷道，并要多掘煤巷。岩巷的掘进难度大，效率低。除了大巷以外，其他巷道多属于煤巷。煤巷掘进效率高，并且可以尽早地出煤。更为关键的是，煤巷的支护比较简单，便于施工，采用简单的临时支护方式即可[2]。

（三）选择合适的巷道支护方式

选择合适的巷道支护方式是提高巷道掘进速度的前提。考虑到煤矿掘进的多为回采巷道，服务年限短，应尽可能地采用临时支护方式，例如架棚支护、工字钢支护等。传统的临时支护需要消耗大量的材料，而且运输这些材料时需要消耗大量的时间。为此，为了提高巷道支护速度，可采用锚杆支护来对巷道进行支护。现在配备的掘锚一体机，可以轻松实现巷道的掘进和支护一体化作业，极大地提高了巷道掘进速度[3]。

（四）优化巷道施工管理

掘进工作面面临的主要问题是现场比较混乱，很容易出现窝工现象。为此，必须优化巷道的施工管理。具体应做好以下几方面：1.对工人进行合理分配。虽然在现场作业时，掘进和支护工序存在一定的交叉，但也需要根据任务量进行合理的人员分配。2.做好时间统计工作。每天要对每个工序的时间进行统计，还要统计每个工序的人次，从而找到最耗时的工序。3.加强工人的团体协作意识。作业过程中，多道工序存在各种交叉，需要工人协作完成，故要求工人要有团队协作意识。此外，还应对职工进行安全培训，避免掘进过程中安全事故的发生。随着煤矿巷道掘进施工外包的出现，掘进过程中发生安全事故的频率大大增加。要使职工熟悉掌握掘进工程中自己的职责，并能按照操作规程进行操作，熟悉掘进工程中每一道工序及要求，以便能相互配合，顺利施工[4]。

结束语

综上所述，煤炭作为我国重要的矿产资源，是我国国民经济发展的重要支柱。并且，在实际煤矿开采过程中，掘进工作面的支护情况也是影响开采效率的重要因素，并且是关系煤矿生产过程中安全性的关键环节。在这种情况下，就需要加强对煤矿掘进支护这一环节中的问题进行研究，从而明确煤矿掘进支护技术的使用条件，制定出更加科学、合理的应对方法，整体提高掘进支护质量和技术，也可以推动煤矿生产行业整体机械化水平提升，确保整个行业健康、稳定发展[5]。