浅析煤矿支护存在的问题及其解决措施

浅析煤矿支护存在的问题及其解决措施

周志荣

河南龙宇能源股份有限公司车集煤矿河南省商丘市永城市476600

摘要：煤炭是我国非常重要的能源，伴随着经济与社会的发展，人们的生产生活中对于煤炭的需求量持续增加。煤矿开采是获取煤炭资源的主要方式，随着全面的开采进行，我国的露天煤矿资源已开采殆尽，逐步开始转向地下开采。煤矿地区的自然条件比较差，作业施工难度比较高，在具体开采掘进的过程中，容易发生严重的坍塌等事故，导致开采作业无法进行，同时还可能出现严重的人身安全和死亡等事故发生。矿井开采需要掘进巷道，为了可以提升施工速度与开采效率，采用掘进支护作业方式，以保证巷道的安全和稳定，从而可以给开采工作人员提供一个安全、稳定的工作环境。

关键词：煤矿支护；问题；解决措施

1煤矿支护发展现状

煤矿巷道支护从木支护发展到砌碹支护再过渡到锚杆支护,历经了较长时间的发展过程。从1950年以来,我国煤矿逐步在岩巷中应用锚杆支护,发展到现在已经有超过五十年的历史了。早些阶段的锚杆形式主要体现为钢丝绳砂浆锚杆和端部锚固树脂锚杆等。这部分锚杆支护的强度和硬度都普遍较低,其支护工作的原理还是体现为被动性的支护,仅满足单一性的地质条件要求。现阶段以来,基于处理繁琐多样的巷道支护问题,设计和研发了良好的预应力锚杆支护技术。其既关注锚杆的强度,还大大的着眼于支付系统的稳定性,尤其是锚杆预应力的关键性作用,从而达到了锚杆主动和支护的目标,全面调动了锚杆的支护性作用。现阶段,国有大中型煤矿的煤巷锚杆支护率超过了六成,部分矿区突破了九成,大多数的岩巷都达到了锚杆支护的目标,从而建立了煤巷锚杆支护的一体化技术模式,锚杆支护已经发展成煤矿巷道中稳定和合理的支护模式,其对矿井的延伸设置和巷道设置体系带来全面的影响。在很大程度上促进了我国矿井建设更加科学高效,使得我国煤炭产量和收益实现了较大的增长,此外也进一步提高了安全性。

2煤矿支护工作常见问题

2.1巷道的断面和结构不满足要求

过去的巷道结构是拱形，该种结构巷道无法把大规模的煤炭输送出去，因此巷道的使用水平非常低下，给采矿工作者增加了工作难度。此外，过去的巷道的断面较少，大型采矿设备无法有序的进行操作，采矿工作受阻，所以抑制了煤矿经济效益的增加。

2.2巷道的适应程度较低

以往的巷道研发与设计，未能完成埋深从浅至深的过渡，因此完工的巷道未能满足其所在环境条件的需求，从而抑制了巷道的应用和采矿业的经济实效。此外巷道适应性不高也抑制了采矿人员所开展的采矿工作，部分情况下还会导致采矿事故。

3煤矿支护问题对应的解决措施

3.1煤矿支护技术应用单体液压支柱

单体液压支柱设备在支护技术中具有非常重要的地位,由于技术结构的科学性以及适用范围较广,技术人员在实际应用过程中,只需要对其技术结构和运维体系进行理解和执行,就能实现整体支护工作的优化发展。在煤矿管理项目中,年限较长的煤矿发生坍塌问题的概率会增大,这时,需要借助液压支柱设备对其进行集中的优化,从而提高整体矿井结构的安全性,从根本上规避煤矿的事故问题。在技术应用过程中,主要是利用外注式和内注式两种,在外注式应用过程中,整体技术结构更加的便捷化,且维护和维修措施也较为简单,保证油缸稳定性,利用动力介质实现整体技术模型的优化应用。而在内注式中,主要是利用机油作为设备运行的基本介质,整体设备的外形和千斤顶较为类似,技术人员需要利用人工操作进行手动升降液压支柱。在不同设备应用过程中,相应的支护效果也会存在差异。

3.2主动式煤矿支护技术

该种技术指的是在挖掘巷道之后,通过对围岩自身的强度来对巷井加以保护,将其当作巷井的支护架构,其为补强式的支护。这一支护技术的支护力能够应用在围岩表明,还能够应用在围岩之中。与被动式煤矿支护技术相较能够发现,该种技术可以减少围岩压力,进一步降低围岩架构的形变量,支护稳定性较高。此外,这一支护技术主要是采取锚杆支护的方式来开展的。依据锚杆的操作方法,支护方式包括：组合锚杆支护方式:这一支护方式主要是基于单体锚杆群支护技术展开的支护技术,满足于地质条件多样性的巷井,所能够使用的层面较广。对于地质条件较为松软的地方,应该在锚杆尾端装配托板与螺母,从而来建立混合式的锚杆支护体系。此外,进一步从过去的平面锚杆组合转变成一体化的立体式锚杆组合,从而建立综合化的锚杆支护体系,其有较高的承载水平。复合支护方式:这一支护方式指的是采取多种支护措施,相互作用形成巷道支护架构的支护技术,其能够全面的调动支护措施的特点,此外由于每个支护措施相互依存和作用,以此组成支护体系,从而提高了支护的稳定性。所以需要有关技术工作者,在具体的操作中,应该从煤矿巷道的实际现状展开,完善好对应的地质勘查工作,选出合理的支护措施,从而来取得理想化的支护效果。

3.3混凝土永久支护应用

通过利用混凝土实现对煤矿开采工作的固定。基于提高煤矿开采支护工程的施工水平，在具体的操作中，需要利用混凝土来实现固定。基于提高混凝土喷射的水平，需要对金属网进行清理操作。在开采之后，需要装配临时锚杆，之后喷薄层混凝土，之后再展开复喷从而实现要求的喷层厚度，如果顶板状态稳定，那么应该喷薄层混凝土，之后在装配锚杆，以此来实现所要求的喷层厚度。在进行锚网喷射混凝土施工的过程中，需要对破碎软岩断层带装配金属网，以此来提高强度，从而发挥出钢筋混凝土的作用。钢筋网喷射混凝土作业时，应先埋设好喷厚的标钉，以控制喷层厚度。在喷射的过程中，应该合理的减少喷头和受喷面的间距，调整喷射的角度，从而来提高围岩表面混凝土密实程度，推进施工的有效开展。

3.4煤矿支护技术应用巷道锚杆

在巷道锚杆技术应用过程中,利用锚杆结构,对巷道的围岩结构进行有效支护。要在巷道的围岩结构上进行钻孔操作,将锚杆放置在锚杆孔内部,实现整体加固。这种加固方式非常便捷,且整体成本较低,应用范围也较为广泛。(1)由于锚杆的悬吊作用,对于可能坠落的围岩悬挂在岩石上,减少围岩的重力作用,能从根本上保证加固效果;(2)由于锚杆的减垮作用,在巷道内部,利用锚杆能一定程度上减低围岩压力拱形的跨度,保证整体加固效果最优化;(3)由于形成了组合梁结构。在巷道围岩上,锚杆能将组合板进行集中压紧,使得不同的层板梁结构形成统一的整体,挤压力以及拉伸力都会随之出现分解和弱化,从而提升整体承载力和抗弯强度。正是由于巷道内部压力得到有效的缓解,锚杆能在维护围岩受力平衡状态的同时,有效的提升其运行强度和维护效果。

结论

在新时期,煤炭行业想要不断的进行发展,那么必须要应用先进的煤矿掘进技术。因为先进的技术能够使煤产量大幅度提升,但是安全问题也是不容忽视的。因为安全是煤矿提升产能的根本前提,没有了安全一切都是零。煤矿掘进支护的各个环节都需要长期的完善,避免生产中的隐患。但是就目前来说,煤矿掘进支护并没有得到改善,安全风险仍然没有根除。在未来的生产中,还要不断积累经验,全面提升煤矿产业的整体质量。

参考文献：

[1]岳江伟.煤矿掘进支护中的常见问题及对策研究[J].科技与企业,2017(10):242.

[2]董光耀.煤矿掘进支护中存在的问题及措施[J].山东工业技术,2016(19):33.

[3]曹旭.煤矿掘进支护问题及与解决对策探讨[J].科技展望,2018(31):56.