煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

黑英利

河南省郑州市郑煤（集团）有限责任公司大平煤矿 河南省郑州市 452373

摘要：煤炭与矿产资源的合理化开采，是我国煤炭运输和开采行业的重要内容。而其巷道掘进技术、支护技术等技术形式，又是我国煤炭采矿工程的关键环节，在实际环境中，无论是巷道掘进技术还是支护技术，往往都会受到具体的施工现场环境、机械设备、技术手段、操作者个人素养的影响，从而使得整个煤炭与矿产资源的开展过程中存在很多问题。因此，在煤炭采矿工程中加强道掘进和支护施工质量监督，保证各项参数落实到位，避免采矿作业中安全事故的发生。

关键词：煤矿采矿工程；巷道掘进；支护技术

引言：巷道掘进和支护技术是煤矿采矿工程的重要环节，是保障煤矿采矿工程巷道发展的前提条件。随着现代经济社会的发展，我国对于能源的需要也越来越大，煤炭资源是我国利用较多的一种。由于煤炭资源本身在自然界中所存在的空间特点，常常需要施工人员到深处去进行开发，而不能在裸露的地表进行工作。随着科学技术的发展，采矿技术已经发展的越来越完善，但是巷道掘进和支护技术仍然是采矿工程发展的重点。巷道技术是进行深层煤炭开采的必要步骤，而支护技术则是支撑采矿人员到深处进行采矿工作的必要保障。所以，如何良好的利用并改进巷道掘进和支护技术是有效进

行煤矿采矿工程以及保障施工人员生命健康的有效途径。本文详细论述了巷道掘进和支护技术在煤炭采矿工程中的应用，以期各企业以及相关部门把这两项技术放在关注重点，促进我国煤炭采矿行业高质量发展。

正文：

一、采矿工程巷道掘进和支护技术中的影响因素

（一）巷道围岩强度因素

巷道的稳定性与围岩强度息息相关，为了可以形成对巷道的良好支护和支撑，需要经过勘察并结合围岩强度进行支护技术的合理采用。如果围岩强度可以在锚杆支撑下，实现了自身强度的提高，那么可以进一步加大保护支撑力。围岩勘察的过程中，主要针对地质应力的承载能力进行了解和分析。承载能力的高低与顶板位移的大小有着直接关系，承载性能强，当地质应力增加的情况下，会降低顶板位移的大小，发挥相应的保护和支撑效应。所以，采矿项目中的巷道掘进施工中，需要关注围岩强度提高支护有效性和掘进安全性。

（二）地应力的影响

矿山压力是煤炭开采工程中最大的安全隐患之一，很容易发生岩体位移、人工支撑物形变、煤层压松等问题，严重时还可能导致岩层断裂甚至煤矿坍塌。为了最大限度上的避免这一问题，保障煤矿开采时的安全，在对煤矿开采进行巷道掘进和支护的过程中，一定要对作业面进行保护和支撑，并且对采空区进行处理操作，从而使工程作业的过程中更加安全。在如今的工作面支撑保护手段中最常用的是对顶板岩层进行控制，也因如此采空区处理和工作面保护支撑统一称为顶板管理支护技术。

二、 煤矿巷道支护技术要点分析

2.1　砌碹支护

　　砌碹支护由四种形式构成，即混凝土砌块、现浇混凝土、现浇钢混以及料石等。此种支护技术应用时期较早，因其工艺技术较为简单且加固性较强，使得在现阶段的部分巷道掘进施工中，仍采用此种方式进行支护。然而，砌碹支护技术归属刚性被动支护范畴，不仅劳动强度大，施工推进速度缓慢，且适应性较弱，并伴随较高的投入成本。由此也导致此种技术形式难以满足多样化的煤矿巷道支护，仅能在硐室或特殊巷道内得以应用。

2.2　棚式支护

　　棚式支护技术所选用的支护材料可选取为木材、金属以及钢筋混凝土材料，但随着各类支护材料在应用中的综合评估，如适应性、成本、加固程度以及施工便利性等，致使在现阶段的棚式支护技术应用中仅留存具有便利性特点的金属材料所构成的支护技术形式。然而，棚式支护形式与砌碹支护形式同属刚性被动支护技术，所存在的缺点基本相同，这也使得此种支护形式逐步被其他现代化的支护形式所替代。

2.3　锚杆支护

　　实施锚杆支护技术时，不仅要严格控制锚固区域内的围岩滑动变形等情况，更要对所涉及到的托板、钢带以及金属网等支护系统构件进行细致的选取与设定。在此基础上，应通过锚杆所具有的加固性能，来保障周围岩体的结构稳定与完整。此外，在应用锚杆支护技术时，应选取具备高预应力的强力锚杆来辅助支护方案的实施，以此确保支护过程中围岩形变或应力破坏的情况得以削减或消除。

三、优化煤炭采矿工程巷道掘进与支护的方法

3.1 使用性能稳定的掘进设备

巷道掘进机作为煤巷快速施工的设备，决定着整个工程工作情况。井下矿物与巷道煤岩是整个掘进机械的工作目标，并且有着很强的振动效应，作业环境恶劣，所以必须结合工作环境确立施工方案，才能确保连续的机械作业。根据国产化进程与设备引入机制，国内巷道掘进技术有了很大的发展，并且形成了很好的掘进工艺与发展模式。在恰当的部位使用镶嵌式组合，通过模块结合的形式，帮助设备做好维修拆卸，这样才能确保设备稳定性。

3.2 优化机电一体化

做好掘进设备故障判定与状态监控，结合现代测控工艺，优化并创新掘进设备问题评估、状态监测与远距离控制，这样才能达到电机整体运作要求。

3.3 做好巷道支护管理

面对软岩回巷道的支护问题，必须增强喷层、支护网刚度支撑，在薄弱区域做好锚梁支护，才能提高围岩表层支撑与约束力，限制巷道纵向碎区延伸。为了拥有良好的支撑效果，对于巷道掘进与支撑，严格把控螺母精度与质量，把普通螺母换成专用锚杆螺母，才能从整体上提高抗压能力。在巷道掘进支撑中，通过动态监测，及时发现锚杆技术的薄弱区域和潜在问题，利用现代监测进行定位，才能不断提高施工安全与支撑强度。支护材料质量关系着施工质量，所以在施工中不仅要做好质量抽检，还要及时更换残次品或者过期的产品，形成有效的奖惩体系。在支护施工期间，严格依照操作规范与设计要求进行，在专业分工的同时，落实岗位责任制，进行质量检验。软岩巷道在初次喷锚支护中，要做好长期监测的准备，定期汇报

检测数据，才能调整支护参数。

4. 总结

由于煤炭资源属于有限的资源，所以在开采中要积极引进新的开采技术，坚持可持续发展原则，发挥科学技术在煤炭开采中的作用，重视煤炭资源对社会经济发展的意义。虽然我国开采技术随着科学技术的发展而得到提高，但是在应用过程中还存在着一些管理制度不完善、缺乏专业人才等问题，从企业的实际发展水平出发，选择适当的开采技术，采用连采工艺，实现综掘快速掘进，加强巷道支护，优化生产系统，在保证安全生产和可持续发展要求上提高采矿事业的工作效率，提高煤矿企业和社会的经济效益。

参考文献：

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[2] 石培武. 煤矿井下巷道掘进顶板支护技术分析[J]. 能源与节能，2017（01）：106-107.

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