打造煤矿最强支护——古汉山矿支护改革纪实
了解煤矿生产工艺的人都知道，支护在煤矿生产中有着举足轻重的作用。从安全的角度看，支护能为巷道和采掘工作面提供可靠支撑，保障生产人员及设备安全；从效益的角度看，高强度支护不仅有利于提高生产效率，而且能大幅减少投入，是高产高效的前提。因此，打造煤矿最强支护，成为了众多煤炭企业追求的目标。
作为焦煤集团唯一的“三高”矿井，古汉山矿的支护投入成本巨大，岩巷每米需投入一万余元，煤巷仅材料费每米就需3000余元，如果再加上巷道返修的投入，支护成本令人咂舌。因此，该矿自投产以来，在支护改革方面经历了漫长的探索实践。从最初的工钢棚支护，到曾经名噪一时的工钢圆对棚支护，再到后来的单体液压柱、锚杆加锚网等支护形式，可以说，古汉山矿在支护改革方面付出了艰辛的努力，也取得了一定的成效，但最终的结果并不尽如人意，巷道的返修率依然居高不下，在古汉山矿工作了多年的掘一队队长黄鹏超对此记忆犹新。他告诉记者，在矿上工作这么多年，巷道前掘后修的现象就没有断过，2017年，掘一队在16041回风巷掘进期间，由于巷道压力大，支护强度小，导致后巷不断下沉，地鼓严重，严重时后巷从2.8米高降到1.6米，不仅安全标准化不达标，而且经常是前面掘进，后巷投入人员进行补打锚杆、挖底、落道、修理，生产任务经常完不成。后期，工作面安装支架前还要对整条巷道进行修理，重复施工现象非常严重，造成了大量的浪费。
2018年以来，古汉山矿再次把支护改革作为重要的技术攻关项目，着力破解这一制约煤矿安全生产的重大难题。为了解决回采巷道现有超前支护形式存在的单体支柱人工移架效率低、施工人员劳动强度大、人工安装难度大、稳定性差、安全性低等问题，该矿发明了全断面带压自移式超前支护液压支架，不但适应各种巷道的地质条件，而且大幅提高了超前支护的安全性和稳定性，操作简便，节省了大量的人力物力，这一支护改革成果也吸引了众多的煤炭企业前来参观。
为彻底解决巷道前掘后修的问题，助力企业扭亏增盈，在去年6月份的科技创新动员会上，该矿矿长郑立军掷地有声地说：“在支护创新上，我们要加大投入力度，全力以赴攻坚克难，创出成果来，为改变井下生产环境，确保企业高效发展、扭亏增盈作出新贡献。”随后，该矿成立了以党政一把手为组长的科技攻关领导小组，矿长郑立军亲自坐阵指挥，把“全锚索代替超前支护”作为主要科技攻关项目去抓。为实现这一奋斗目标，科技攻关小组全体人员加班加点研究制定创新方案和技术措施，反复进行论证，一场支护创新攻关在紧张有序中进行……
每一项创新成果的背后，都经历过数不清的失败与挫折，也凝聚着技术人员付出的心血和汗水。用锚索代替超前支护看似是简单的替代关系，但能否替代成功以及替代的效果如何，都需要大量的实验和论证。攻关小组人员先是尝试用注浆锚索提高支护强度，这其中就涉及到注浆锚索的打设位置、注浆料比例、封孔方法等，每一项工艺都需要进行实验论证，其繁琐程度令人难以想象。为了节约投入，攻关小组人员又把注浆锚索线改为普通锚索线，通过预埋注浆管解决普通锚索线无法注浆的难题。经过多次实验，攻关小组人员发现注浆锚索的注浆量有限，而且注浆点难以封堵，这项研究最终以失败告终。
攻关小组人员毫不气馁，根据1604综放工作面现场实际情况，采用普通的锚索支护工艺，适当加大锚索密度，提高锚索预紧力，控顶效果显著。经过60个日日夜夜的反复实验，终于摸索出了一套锚索支护新工艺，保证了顶板支护强度，成为焦煤集团首家用普通锚索支护代替采煤工作面超前段单体柱或液压支架支护的矿井。
“1606运输巷目前已掘进了670米，使用全锚索支护，支护强度大幅提高，实现了零返修，巷道也达到了高、宽、平、直、净的标准，安全生产标准化水平明显提高。”攻关小组成员、该矿总工程师李艳飞如是说。
该矿生产副矿长付玉军说：“采煤工作面上下运输巷使用锚索支护，每年可节省单体柱租赁费、配件费、修理费、人工费等费用约240多万元。”
记者在采访中了解到，该矿在进行“全锚索代替超前支护”攻关的基础上，还对岩巷、底抽巷的支护工艺进行创新，取得了良好的效果。
该矿负责掘进的副矿长于春生说：“在岩巷掘进方面，我们用强力锚网加全断面壁后注浆代替了原来的工钢棚支护，每米巷道仅材料费就可以节约4000余元。同时，支护强度也大幅提高，在19回风下山水闸门施工中，我们施工了宽10.7米、高9.8米、长34米的大断面巷道，实现了巷道的不变形，保证了水闸门一次施工到位。”
在底抽巷支护工艺改革方面，该矿采用强力锚网加注浆支护，实现了后巷的零返修，为区域瓦斯治理和防治水工作的顺利开展奠定了基础。
该矿攻关小组还对底分层巷道掘进支护进行创新，解决巷道成型差、返工量大的难题。该矿以前对底分层工作面支护采用的是工钢棚+叉子棚+帮部锚索支护形式，巷道掘进使用综掘机时，叉子棚无法打设，局部矿压大造成工钢变形，最快24小时工钢梁变形明显。攻关小组根据实际，将底分层工作面的支护形式优化为工钢棚+顶板锚索+帮部锚索支护，巷道取消叉子棚。今年4月份以来，该矿15072运输巷使用新的巷道支护形式后，工钢棚未发生变形，既加快了掘进速度，又减少了返修的投入。
不断进行的支护工艺改革，让古汉山矿的支护材料费和巷道修理费逐年下降。2018年该矿支护材料费较2017年下降7.17%；2019年支护材料费较2018年下降15.18%。矿井2018年巷道修理投入较2017年下降41.30%；2019年较2018年下降38.53%，降本增效成效显著。
