煤矿掘进支护技术存在的问题与解决方案_4

煤矿掘进支护技术存在的问题与解决方案

发布时间：2022-10-12T05:47:48.407Z 来源：《科技新时代》2022年4月第7期作者：王洋

[导读] 由于煤矿开采地质环境复杂，不确定因素众多，

王洋

陕西陕煤曹家滩矿业有限公司陕西·榆林719000

摘要：由于煤矿开采地质环境复杂，不确定因素众多，处理好煤矿掘进支护中的问题，总结相关支护经验，不仅可以顺利完成开采任务，还可以保障工人的安全权益。基于此，本文针对煤矿掘进支护技术存在的问题与解决方案进行探讨分析，以供参考。

关键词：煤矿；掘进；支护技术；应对策略

引言

我国煤炭行业已经进入深度转型时期，各种类型的新工艺新技术为煤矿生产工艺的改进提升打下了坚实的基础，特别是各种新支护技术装备在煤矿掘进支护中的应用较好地提升了掘进支护质量。但是从当前掘进支护来看，各种类型的问题仍旧普遍存在，影响到掘进支护效果。因此，对煤矿掘进支护中存在问题及应对措施进行分析有着较为重要的意义。

1煤矿掘进支护中存在的问题

1.1煤矿掘进支护机械不能满足实际需求

从当前煤矿掘进支护来看，很多情况下选择使用的是悬臂式掘进机，在具体锚固施工的过程中，施工技术人员需要在空顶的情况下开展工作，在具体工作的过程中，使用到的钻机、扳手及杠杆较多，从当前煤矿井下掘进来看，若仍旧选择使用这种方式，对掘进支护效率带来的影响较为明显，特别是在一些地质条件相对较差的情况下，人工作业过程中还有着较大的危险性，不能有效保证人工生命安全，因此，在新时期煤矿掘进支护过程中，需要对机械化水平进行针对性的改善和提升[1]。

1.2支护安全管理不到位

在浅部开采时，煤矿巷道掘进支护管理也存在不到位的问题，但是并不会造成严重的后果。进行深部后，煤矿岩层的地应力增加，巷道顶板承受的矿山压力增加，若不及时控制，则有可能诱发严重的矿井动力灾害。在实际工作中，一些技术人员在巷道支护完成后，并没有对巷道的支护效果进行检查，一旦局部地区的支护失效，便会引发更大范围的支护失效。此外，在进行支护作业时，一些煤矿技术人员为了省事，没有根据实际施工情况选择支护方案，而是直接根据以往的工作经验照搬一些支护方案，施工时存在支护刚度不够而导致巷道出现较大变形的情况。这种情况在巷道永久支护方面更加明显。更为严重的是，一些煤矿企业为了节省成本，在支护时使用了一些劣质或不符合设计标准的支护材料。支护完成后，虽然短期内不会存在较大的安全隐患，但是从长远来看，非常不利于煤矿的安全生[2]。

1.3支护设计不合理

支护的本质是采用相应的支护设备来控制巷道围岩的变形。这就要求应该根据巷道围岩的实际情况对支护参数和支护设施进行合理的设计和选型。然而，由于现场环境复杂，仍然存在设计的支护方案失效的情况，即支护设计不合理。造成这种现象的原因主要有以下几点：a)支护设计困难。由于地质体的复杂性，在进行支护设计时很难评估支护效果。目前支护设计主要有工程类比法和数值模拟方法，虽然工程类比法能比较经济、可靠地确定支护参数，但是其前提是巷道围岩的条件要具有极大的相似性；而数值模拟方法虽然能准确定量地评估支护效果，但是模拟中用到的一些地质参数很难准确获得。b)受采动影响很难准确评估。支护设计多是在静载条件下进行的，然而，在巷道施工和使用过程中不可避免地会受到一些动载的影响，目前并没有好的方式来准确地评估动载对巷道支护的影响。c)不能及时调整支护方案。由于缺乏相关的专业技术知识，施工人员不能及时察觉到支护的不合理性，无法及时调整支护方案。

2煤矿掘进支护问题的应对策略

2.1完善矿区设施规划

对矿区基础设施进行规划完善可以有效解决掘进支护问题，优化矿区巷道建设。a)要对井下巷道的上部和下部位置进行加固处理，防止因外力作用发生变形；同时配套安装泄压装置，及时修复断面。b)在水分处理上，一方面借助通风设备保持整体环境干燥；另一方面将矿井中的水泵安装在辅助井中，接着铺设排水管，建立两个采矿层，以防止出现钻井现象。c)根据矿区实际情况，选择适配程度高的支护技术与设备，这样既能延长支架的使用寿命，又能提高支架的稳定性和安全性。

2.2实现对支护质量的实时监测

煤矿巷道支护完成并不代表巷道已经处于安全状态。在动载作用和其他条件的作用下，无论是巷道的永久支护还是临时支护，都存在失效的风险。为了保证巷道的安全，必须要对巷道的支护质量进行实时监测。过去，多巷道支护质量的监测主要是通过技术人员的现场巡视实现，即技术人员通过查看巷道顶板实际情况和一些监测仪表的实时数据。采取这种方式，不仅技术人员的工作量很大，而且执行起来并不能保证执行效率。为了缓解这种情况，需要采用一些信息化技术，主要是锚杆应力实时监测技术和视频监控技术。通过在顶板离层仪上安装无线数据传输设备，就可以实时对锚杆的参数进行监测。一旦监测的数据超过了安全值的范围，则应该立即发出警报，以便于及时处理。对于临时支护的巷道，可以采用视频监控技术来查看顶板支护的情况。通过井下实时传输的视频，再结合先进的计算机视觉技术，可以及时发现巷道顶板失效的情况。只有采用先进的技术，才能更好地对巷道的支护质量进行监测[3]。

2.3加强支护设计和施工管理

针对锚杆支护设计中存在的问题，应该从以下几个方面做好支护设计工作：a)深入现场进行测试，重点测量一些重要的参数，例如围岩应力、围岩完整度和围岩的厚度；b)建立专家数据库，综合采用经验法、数值模拟法和工程类比法对支护进行设计。鉴于良好的支护设计存在较大的困难，还应该做好支护的施工管理工作。施工管理工作的主要内容有：a)保证施工能准确无误地按照设计方案执行，要不打折扣，特别在支护材料的选用方面。b)根据支护效果对支护方案进行调整。由于施工现场的复杂性，有时很难保证设计的方案能满足所有地质情况的施工要求，当发现矿山压力较大时，要立即停止施工，及时修改支护方案，从而保证巷道支护的有效性。

2.4研发智能机器人

目前，临时支护是困扰巷道快速掘进的一个重要方面。为了解决这个问题，一种有效的方法就是研发智能机器人。通过对机器人进行各种训练，使其能处理煤矿井下复杂条件下的临时支护问题。应用智能化机器人后，一方面可以减轻工人的劳动强度，主要是通过机器人