论文部分内容阅读
摘要：在煤矿的形成区，由于地质条件比较差，进行矿井作业的难度比较大，实际开采的过程中，坍塌的事故时有发生，对煤矿的开采量有一定的影响，同时对开采人员的生命安全造成一定的威胁。进行矿井开采时，为了保证开采的安全性，提高运行效率，需要挖掘巷道，做好掘进支护工作，保证巷道的畅通稳定，良好安全的开采环境才能满足人们的开采活动。本文就矿掘进支护的相关问题进行了具体分析，提出了应对的具体措施。
关键词：煤矿掘进；掘进支护；存在问题；应对措施
中图分类号： TD82 文献标识码： A
煤矿开采业是我国重要的行业之一，此行业能够获得大量的经济效益，但是同时也产生了大量的社会问题——矿难，在采矿过程中发生的灾难不仅威胁了采矿人员的生命，还给采矿人员的亲属带来沉痛的灾难，因而影响了社会的稳定，增加了社会的负担，不利于社会经济的快速发展。为了避免此种现象的发生，在进行煤矿掘进支护工作的时候，必须寻找科学合理的方法来解决支护工程中遇到的问题，以此来保证支护工程的稳定性，维护施工人员的安全。
一、煤矿巷道掘进支护
巷道支护是地下煤矿安全开采的关键，在长期发展中，支护技术不断更新改进，支护材料也由最初的木材、砌碹、型钢演变至当前的锚杆支护。国内的锚杆支护技术开始于20世纪50年代，当时以钢丝绳砂浆锚杆、机械锚固锚杆、快硬水泥锚杆等为主，它们均属于被动支护，强度和硬度较低，若地质较为简单，这些技术非常适用。可一旦地质变得复杂，这些技术很难起到实际作用。经不断探索，并引进国外先进技术，高强度的锚杆支护渐渐流行，得到了广泛应用。随着开采难度的加大，强力锚杆和高预应力锚杆支护技术被研发出来，实现了主动支护，更加注重完整的支护体系。
锚杆支护在当前煤矿巷道中应用最为广泛，通过提高岩体强度和粘聚力，可有效解决巷道围岩张裂、滑移的问题。同时，在开采中还逐渐形成了“三高一低”的支护理念，对支护的刚度、强度、可靠性以及支护密度尤为重视，使得掘进效率大幅提升。国内多数煤矿都采用的是锚杆支护技术，并形成了一套系统化的锚杆支护成套技术，同时制定了相应的技术标准和制度，以推动该技术进一步发展。
二、煤矿掘进支护发展存在的问题
近年来，我国生产生活质量的提高，对煤矿资源的需求也越来越大。为了开采煤炭，需要掘进大量的煤巷。在煤岩体中，采用一定的手段把煤、岩体破碎下来，形成巷道空间，并对此空间进行有效的支护，这就叫做掘进。随着煤矿开采强度和范围的不断增加，煤矿掘进支护在煤矿开采中的应用越来越受到施工人员的重视。虽然我国科学技术和机械化程度在不断普及，但是煤矿掘进支护仍然存在很多问题，下面针对当前煤巷掘进支护中存在的问题提高了更高的要求：
1.在煤巷的断面大小和形状方面，要求拱形断面向矩形断面形状发展过度，这样可以提高煤巷掘进的速度和断面的利用率，以便推进采煤工作面。另外一方面，我国不断引入大型的采掘设备，只有把小断面发展到大断面才能满足一些高开采强度的开采要求。
2.在煤巷的层位方面，需要要求永久性的煤巷完成从岩巷到煤巷的发展与过渡，缩短建井的周期，进一步提高工人掘进的速度。
3.从煤巷存贮条件来看，要求埋深从浅部逐渐向深部发展与过渡，并从简单的地质条件向复杂多变的地质条件过渡。
4.由于矿井下面空间比较小，在回采煤巷掘进时，应该由单巷转变为多巷，这样才能便于矿井较好的通风、运输等，进一步稀释瓦斯的浓度，提高采煤工作的安全。
三、矿掘进支护当中问题的具体解决措施
1.吊环式前探梁的应用
临时支护选择3根吊挂前探支架，采用π型钢材制作前探梁，长度至少为3m，并用吊环将其加以固定。在这3根支架中，沿巷道中线设置一根，在距中线前探梁约1m处布置两侧的前探梁。为保持前探梁的稳定，每一根至少要设置两个固定点。另外，前探梁与迎头端面的距离应控制在0.35m以内，并在梁上方使用专用的木楔、方木等；超前支护与两帮端面的距离同样应控制在0.35m以内，且梁的强度应和吊环相匹配。必須确保吊环都是牢固地安装在锚杆上，锚杆有60mm的丝扣，防止出现吊环松动的现象。
2.吊链式前探梁的应用
同样是选择3根吊挂前探支架作为临时支护，并选择π型钢作前探梁的制作材料，至少长3m，然后用吊链加以固定。该技术与上一技术类似，不同的是两侧前探梁可布置在离中线前探梁1.2m处。架设前的准备工作包括敲帮问顶，将浮矸活石进行彻底清理，而后节能型前探梁的搭设工作。另外，为降低安全隐患，开采工作和所有作业的实时都必须在有支护的环境中开展。
3.利用单体液压支柱来进行煤矿掘进工程进行加固
在进行掘进支护工程施工时，要使用基本的铰接梁，并保证铰接梁的距离处在1.1m左右，铰接梁可以由单体液压支柱制成，将单体液压支柱的距离控制在1.2m左右，然后还要对支柱进行准确的固定，确保其发挥支撑的作用。当进行放炮工作时，要将支柱挂上顶梁，然后用水平销进行加固，将钢筋网铺设好，再用水平销进行加固，最后用单体液压支柱来支撑顶梁，确保铰接顶梁的固定，为采矿人员提供安全的采矿环境。
4.使用混凝土来对煤矿掘进工程进行加固
为了增强煤矿掘进支护工程的质量，在工程施工的过程中，必须使用混凝土来对煤矿掘进支护工程进行加固。为了确保混凝土喷射的质量，必须将铺设的金属网清理干净。
5.巷道的永久支护
1)顶板支护形式：高强螺纹锚杆+金属网+M钢带以及锚索梁联合支护。高强螺纹锚杆：ù20mm×2200mm，配高强瓦型托盘及扭矩螺母、减阻增压片；金属网：1000×2000mm，70×70mm网格，采用ù6mm钢筋加工而成。锚杆的间排距设计为800×800mm，每根顶锚杆使用1卷CK2350超快速树脂锚固剂和1卷M2350慢速低稠树脂锚固剂。顶锚杆的预紧力必须达到250mm。顶板除采用锚网带支护外，还采用锚索梁支护。锚索梁为3m长29U型梁，一梁三索。锚索长度设计为715m，锚索的间排距设计为1300×1400mm，每根锚索采用CK2350树脂锚固剂6卷，锚索的锚固长度为锚索的1/3以上，锚索的预紧力必须在40MPa以上。所有锚索均锚固在基本顶内，锚索梁距离掘进工作面始终不超过10m。
2)两帮支护形式：Q335高强螺纹锚杆+双抗网+金属网+梯子梁。高强螺纹锚杆：ù18mm×2500mm，配150mm@150mm×10mm的高强托盘及扭矩螺母、减阻增压片。锚杆的间排距设计为800×800mm。每根锚杆使用2卷M2350型中速低稠树脂锚固剂，帮锚杆的预紧力必须达到200mm。两帮最上一排帮锚杆距离顶板不超过200mm，最下一排帮锚杆距离底板不超过300mm。如图所示，巷道两帮最上一排帮锚杆锚入巷道顶板岩石内的长度为447mm，巷道两帮最下一排帮锚杆锚入巷道底板200mm。
综上所述，我国煤矿掘进技术已经无法适用于现代煤矿开采要求了。为了确保施工人员的安全和采煤工作的有序进行，就必须清楚地认识到目前煤矿掘进支护存在的问题，不断的研究和开发先进的煤矿掘进支护技术，培养采煤人员和施工人员的专业技术，提高企业整体的综合素质。只有不断地适应现代化发展水平，才能有效的提高我国煤矿开采的质量，减少煤矿开采事故发生的频率。
参考文献：
[1]牛伟杰.浅谈煤矿掘进支护当中的问题及应对策略[J].科技与企业,2012,22:241.
[2]苏东怀.探讨煤矿掘进支护中存在问题及应对措施[J].科技风,2014,01:70.
[3]韩春东.煤矿掘进支护技术研究[J].民营科技,2014,03:35.
关键词：煤矿掘进；掘进支护；存在问题；应对措施
中图分类号： TD82 文献标识码： A
煤矿开采业是我国重要的行业之一，此行业能够获得大量的经济效益，但是同时也产生了大量的社会问题——矿难，在采矿过程中发生的灾难不仅威胁了采矿人员的生命，还给采矿人员的亲属带来沉痛的灾难，因而影响了社会的稳定，增加了社会的负担，不利于社会经济的快速发展。为了避免此种现象的发生，在进行煤矿掘进支护工作的时候，必须寻找科学合理的方法来解决支护工程中遇到的问题，以此来保证支护工程的稳定性，维护施工人员的安全。
一、煤矿巷道掘进支护
巷道支护是地下煤矿安全开采的关键，在长期发展中，支护技术不断更新改进，支护材料也由最初的木材、砌碹、型钢演变至当前的锚杆支护。国内的锚杆支护技术开始于20世纪50年代，当时以钢丝绳砂浆锚杆、机械锚固锚杆、快硬水泥锚杆等为主，它们均属于被动支护，强度和硬度较低，若地质较为简单，这些技术非常适用。可一旦地质变得复杂，这些技术很难起到实际作用。经不断探索，并引进国外先进技术，高强度的锚杆支护渐渐流行，得到了广泛应用。随着开采难度的加大，强力锚杆和高预应力锚杆支护技术被研发出来，实现了主动支护，更加注重完整的支护体系。
锚杆支护在当前煤矿巷道中应用最为广泛，通过提高岩体强度和粘聚力，可有效解决巷道围岩张裂、滑移的问题。同时，在开采中还逐渐形成了“三高一低”的支护理念，对支护的刚度、强度、可靠性以及支护密度尤为重视，使得掘进效率大幅提升。国内多数煤矿都采用的是锚杆支护技术，并形成了一套系统化的锚杆支护成套技术，同时制定了相应的技术标准和制度，以推动该技术进一步发展。
二、煤矿掘进支护发展存在的问题
近年来，我国生产生活质量的提高，对煤矿资源的需求也越来越大。为了开采煤炭，需要掘进大量的煤巷。在煤岩体中，采用一定的手段把煤、岩体破碎下来，形成巷道空间，并对此空间进行有效的支护，这就叫做掘进。随着煤矿开采强度和范围的不断增加，煤矿掘进支护在煤矿开采中的应用越来越受到施工人员的重视。虽然我国科学技术和机械化程度在不断普及，但是煤矿掘进支护仍然存在很多问题，下面针对当前煤巷掘进支护中存在的问题提高了更高的要求：
1.在煤巷的断面大小和形状方面，要求拱形断面向矩形断面形状发展过度，这样可以提高煤巷掘进的速度和断面的利用率，以便推进采煤工作面。另外一方面，我国不断引入大型的采掘设备，只有把小断面发展到大断面才能满足一些高开采强度的开采要求。
2.在煤巷的层位方面，需要要求永久性的煤巷完成从岩巷到煤巷的发展与过渡，缩短建井的周期，进一步提高工人掘进的速度。
3.从煤巷存贮条件来看，要求埋深从浅部逐渐向深部发展与过渡，并从简单的地质条件向复杂多变的地质条件过渡。
4.由于矿井下面空间比较小，在回采煤巷掘进时，应该由单巷转变为多巷，这样才能便于矿井较好的通风、运输等，进一步稀释瓦斯的浓度，提高采煤工作的安全。
三、矿掘进支护当中问题的具体解决措施
1.吊环式前探梁的应用
临时支护选择3根吊挂前探支架，采用π型钢材制作前探梁，长度至少为3m，并用吊环将其加以固定。在这3根支架中，沿巷道中线设置一根，在距中线前探梁约1m处布置两侧的前探梁。为保持前探梁的稳定，每一根至少要设置两个固定点。另外，前探梁与迎头端面的距离应控制在0.35m以内，并在梁上方使用专用的木楔、方木等；超前支护与两帮端面的距离同样应控制在0.35m以内，且梁的强度应和吊环相匹配。必須确保吊环都是牢固地安装在锚杆上，锚杆有60mm的丝扣，防止出现吊环松动的现象。
2.吊链式前探梁的应用
同样是选择3根吊挂前探支架作为临时支护，并选择π型钢作前探梁的制作材料，至少长3m，然后用吊链加以固定。该技术与上一技术类似，不同的是两侧前探梁可布置在离中线前探梁1.2m处。架设前的准备工作包括敲帮问顶，将浮矸活石进行彻底清理，而后节能型前探梁的搭设工作。另外，为降低安全隐患，开采工作和所有作业的实时都必须在有支护的环境中开展。
3.利用单体液压支柱来进行煤矿掘进工程进行加固
在进行掘进支护工程施工时，要使用基本的铰接梁，并保证铰接梁的距离处在1.1m左右，铰接梁可以由单体液压支柱制成，将单体液压支柱的距离控制在1.2m左右，然后还要对支柱进行准确的固定，确保其发挥支撑的作用。当进行放炮工作时，要将支柱挂上顶梁，然后用水平销进行加固，将钢筋网铺设好，再用水平销进行加固，最后用单体液压支柱来支撑顶梁，确保铰接顶梁的固定，为采矿人员提供安全的采矿环境。
4.使用混凝土来对煤矿掘进工程进行加固
为了增强煤矿掘进支护工程的质量，在工程施工的过程中，必须使用混凝土来对煤矿掘进支护工程进行加固。为了确保混凝土喷射的质量，必须将铺设的金属网清理干净。
5.巷道的永久支护
1)顶板支护形式：高强螺纹锚杆+金属网+M钢带以及锚索梁联合支护。高强螺纹锚杆：ù20mm×2200mm，配高强瓦型托盘及扭矩螺母、减阻增压片；金属网：1000×2000mm，70×70mm网格，采用ù6mm钢筋加工而成。锚杆的间排距设计为800×800mm，每根顶锚杆使用1卷CK2350超快速树脂锚固剂和1卷M2350慢速低稠树脂锚固剂。顶锚杆的预紧力必须达到250mm。顶板除采用锚网带支护外，还采用锚索梁支护。锚索梁为3m长29U型梁，一梁三索。锚索长度设计为715m，锚索的间排距设计为1300×1400mm，每根锚索采用CK2350树脂锚固剂6卷，锚索的锚固长度为锚索的1/3以上，锚索的预紧力必须在40MPa以上。所有锚索均锚固在基本顶内，锚索梁距离掘进工作面始终不超过10m。
2)两帮支护形式：Q335高强螺纹锚杆+双抗网+金属网+梯子梁。高强螺纹锚杆：ù18mm×2500mm，配150mm@150mm×10mm的高强托盘及扭矩螺母、减阻增压片。锚杆的间排距设计为800×800mm。每根锚杆使用2卷M2350型中速低稠树脂锚固剂，帮锚杆的预紧力必须达到200mm。两帮最上一排帮锚杆距离顶板不超过200mm，最下一排帮锚杆距离底板不超过300mm。如图所示，巷道两帮最上一排帮锚杆锚入巷道顶板岩石内的长度为447mm，巷道两帮最下一排帮锚杆锚入巷道底板200mm。
综上所述，我国煤矿掘进技术已经无法适用于现代煤矿开采要求了。为了确保施工人员的安全和采煤工作的有序进行，就必须清楚地认识到目前煤矿掘进支护存在的问题，不断的研究和开发先进的煤矿掘进支护技术，培养采煤人员和施工人员的专业技术，提高企业整体的综合素质。只有不断地适应现代化发展水平，才能有效的提高我国煤矿开采的质量，减少煤矿开采事故发生的频率。
参考文献：
[1]牛伟杰.浅谈煤矿掘进支护当中的问题及应对策略[J].科技与企业,2012,22:241.
[2]苏东怀.探讨煤矿掘进支护中存在问题及应对措施[J].科技风,2014,01:70.
[3]韩春东.煤矿掘进支护技术研究[J].民营科技,2014,03:35.