关于煤矿掘进支护问题及应对方法探究
来源:用户上传
作者:
摘 要：煤炭因存储量大、可燃性能好等优势被广泛应用于我国社会各生产领域，但在煤矿开采过程中掘进支护问题一直威胁着开采安全。为此，文章主要分析了煤矿掘进支护问题以及有效的解决方法，以此为大家提供参考。
关键词：煤矿掘进;支护问题;应对方法
随着社会的发展，各行各业生产规模与生产范围不断扩大，我国社会的煤炭需求量也不断提升，随之煤矿开采深度逐步加深，这导致上层覆岩层的压力逐步增加，很难维持稳定状态，保障后续煤矿开采活动的安全。因此，为了保障煤矿开采的安全，通常通过掘进支护处理加固覆岩层，以便为煤矿开采创造良好的环境。但是当前煤矿掘进支护也存在十分突出的问题，无法有效改变岩层结构的脆弱情况，实现覆岩层加固。为此，探究煤矿掘进支护问题以及有效的解决方法对实现煤矿开采的安全、稳定进行有着重要意义。
1 煤矿掘进支护问题分析
1.1 掘进支护技术问题
煤矿掘进支护技术直接决定着支护效果以及煤矿开采的安全性，但是目前我国掘进支护技术落后问题十分突出，无法根据煤矿实际情况、矿井形态选择合适的支护技术，以便提供有针对性的支撑，使矿井中各项不稳定因素得到有效处理。例如，矩形断面支护技术实践过程中，通常通过锚杆插入方式，将锚杆固定到岩层上，利用锚索推动岩层结构整体向上移动，从而提升整个岩层结构的稳定性。但是随着煤矿开采技术的发展，这种只适用于单巷道的支护方式，并不适用于当前的双巷道，从而降低了支护效果，仍然无法为煤矿实现安全、高效、稳定开采提供坚实的保障。
1.2 掘进支护设备问题
我国煤矿企业在全国范围内的分布较为分散，而且各地每年的煤炭开采量不同，对煤矿开采设备的需要以及各项辅助工具的需求也不同;再加上近年来市场经济改革，使煤矿企业的发展受到了严重的打击，在生产经营发展中，经常出现资金分布不均的情况，从而导致当前煤矿开采中使用的设备落后、陈旧，以至于影响掘进支护处理的效果，煤矿安全事故的发生几率仍然较高。例如，在掘进支护过程中，受资金水平的限制，大多数情况使用锚杆、硬水泥等简单的工具或材料，根本无法实现对复杂多变岩层结构的有效加固。此外，掘进支出设备上还存在极为严重的问题，则支护设备类型较少，煤矿开采环境复杂多变，当前的支护设备种类不足以应对复杂的煤矿环境与岩层结构的多变。例如，小型断面自护设备只能处理小面积、小范围的岩层结构，而针对大型断面支护根本无法发挥出作用。由此可以看出，因设备落后、设备种类少问题导致当前煤矿掘进支护效果根本无法实现进一步提升。
1.3 掘进支护方法问题
巷道支护方法问题。煤矿开采环境十分恶劣，需要对高帮、大倾角巷道、沿空巷道等情况进行有效的支护处理，才能实现高效、安全生产，但是这些巷道处理难度较大，由于这些位置处于特殊状态下，始终受高应力因素的影响，如果处理不当，经常会出现顶板变形、离层、底板鼓起等情况，导致巷道的整体稳定性被破坏，进入到开采后期阶段，严重的顶板变形容易导致巷道内部出现坍塌事故，从而引发安全事故，造成严重的生命财产损失[1]。
1.4 掘进支护理念问题
煤矿开采过程中之所以需要掘进支护是因为开采导致矿井原本的岩层结构以及岩应力平衡状态被打破，从而岩体结构会根据变化后的情况重新分配自身的应力，这就造成了围岩运动，而围岩运动使整个开采环境始终处于不稳定状态下，从而需要通过支护加固创造稳定的环境。但是由于并不了解与清楚围岩运动的变化规律，在初期支护中可以通过临时支护，快速实现围岩变形量控制，再逐步通过永久支护实现稳定的开采环境，而当前煤矿开采企业经常忽视临时支护，从而影响了永久支护的效果，导致无法有效应对围岩的变化。
2 煤矿掘进支护处理方法分析
2.1 重视临时支护
应将临时支护作为煤矿掘进支护的支出环节，通过临时支护对岩层进行有效的处理，才能根据岩层的运动变化完善支护处理，形成永久安全、稳定的环境。具体来讲，可以利用以下临时支护技术展开具体的实践活动：
2.1.1 吊环式前探梁临时支护
在实现永久支护前，支护人员需要做好顶板处理，通过临时支护做好顶板固定，避免出现顶板冒落;尤其是在掘进过程中出现顶板破碎等情况时，更需要通过临时支护保障开采现场的安全。而吊环式前探梁临时支护，使用长度>3.5m的前探梁安装在巷道内部，其中巷道宽度决定前探梁的数量，毛宽≤4m时，前探梁2根;毛宽>4m时，前探梁3根。前探梁的固定利用吊环，直径≥10mm，吊环壁厚4mm以上，前探梁在固定过程中，固定点不能少于3个，固定点距离控制在1m-1.5m范围内最为适宜。当完成锚喷或锚网支护后，前探梁可以固定在永久支护锚杆上，做好固定后可以展开永久支护[2]。
2.1.2 初喷混凝土临时支护技术
如果在煤矿掘进中遇到膨胀性围岩以及脆弱围岩时，需要及时缩短空顶距，在完成掘进后展开敲帮问顶，先处理好危岩活石后在展开临时支护。这种情况下，支护处理需要根据实际情况选择合适的支护方式。如先喷射厚度在30mm-50mm范围内的素混凝土，对围岩做好封闭处理，形成保护层，同时也营造了安全的施工环境，再通过锚网、架棚子等方式展开混凝土复喷形成永久支护。
2.1.3 单体支柱配π型钢梁支护技术
该项技术的实施是将规格为3.5m的π型钢梁作为临时支护的前探梁，配合外部注入单体液压支出的方式设置前探梁，具体形式为以间距2m、排距1m、一梁三柱。如果在设置过程中遇到底板松软的情况时，可以使用厚度为100mm的木块垫底，这项支护完成后可以随着永久支护的前移而前移。但是需要注意的是，应严格进行空顶距离控制，始终保持其距离处于<0.3m的范围内，而且在前探梁架设前，必须展开敲帮问顶，减少危岩等不稳定因素的威胁。
2.2 更新支护设备
煤矿应认识到，随着社会的发展，社会煤炭需求量会不断上涨，必须有先進的设备做支持，才能有效提升煤矿开采效率与质量，以便满足社会的发展需要。因此，应及时对支护设备进行更新，争取国家在资金以及技术上的支持，并在内部设立专项资金用于技术的研发与设备的改进，从而丰富支护设备种类，完善支护设备功能，使矿井内部各种情况都有适应的支护设备，有效处理各种环境与不稳定的围岩结构。同时，煤矿企业应提升设备选型的科学性，支护设备的型号决定着其是否适用于支护处理条件，如果选型出现错误将会导致支护处理中出现其它问题，也不能保障支护的有效性。因此，大型断面采用大型支护设备、小型断面采用小型支护设备，保障设备与实际情况相适应才能有效提升支护效果。
2.3 落实支护准备工作
在进行掘进支护操作前，需要对施工现场环境展开全方位的勘察，了解矿井环境、工作条件，明确施工难度以及支护技术的可行性;并通过对围岩环境的深入分析，计算支护施工的各项参数，以便制定合理而科学的支护施工操作方案，保障支护技术合理、支护方法科学、支护操作流程完善;必要的情况下，需要先进行支护技术预实验，确定支护技术的可行性，以便实现安全作业。
3 结束语
综上所述，随着我国煤矿事业的发展，煤矿开采环境与条件已发生了巨大的变化，掘进支护技术也应随着开采的发展变化及时做出调整，以便提升掘进支护水平与支护效果，为煤矿开采创造安全的环境，实现提高出采率以及煤炭开采质量的目标。
参考文献：
[1]李岚青.基于复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用研究[J].中国化工贸易，2018，10（36）：100-101.
[2]陶彦名.察哈素煤矿矿压显现明显区域掘进巷道支护形式探讨[J].山东工业技术，2018，33（24）：75.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14905422.htm
