煤矿巷道支护与快速掘进技术探讨

煤矿巷道支护与快速掘进技术探讨

夏峰 1 刘勇 2 　胡泽林 3

3. 兖矿能源鄂尔多斯能化 内蒙古自治区鄂尔多斯市　 017212

摘要:煤炭作为我国极其重要的基础建设资源，其不可再生资源的性质更是决定了它对我国国民的重要性。而要想综合利用煤炭资源，就必须经过开采煤炭这一重要的环节，但在煤炭的开发上，我们必须要将安全问题放在第一位。煤炭开采是在地下高危环境中作业，且地质构造复杂，矿井的基本情况多变等都极有可能对开采人员造成或大或小的生命威胁，因此研究支护技术对于提升开采作业的安全性具有重要意义。

关键词：煤矿；巷道支护；快速掘进技术

中图分类号：TD47 文献标识码：A

引言

在现代化采矿工程中，企业为了提高采矿效益，需要加大对安全问题的重视力度，在巷道掘进中需要采取切实有效的防护措施，为掘进工作的顺利进行提供基础保障，同时还应该根据煤矿的实际状况，选择合适的支护技术，明确支护技术的要点和难点，根据煤矿掘进支护的实际需求，选择科学合理的支护类型，保证采矿工程的顺利开展。

1 煤矿巷道支护

1.1 注重地质勘探工作

进行巷道掘进时，如果要想降低地质结构对巷道掘进产生的影响，尽量减少或者消除施工过程中出现的塌方状况。需要在正式开始施工之前，进行切实有效的地质勘察，为了加快地质勘察工作的顺利完成，需要组建一支具备丰富作业经验和较强专业能力的优秀勘察团队，为后续地质勘察工作提供便利。在实际勘察过程中，不仅要对整个工程项目的掘进山体进行全方位的勘察，同时还应该密切关注周围地质状况，特别是地下水的情况，一定要做好勘察工作，针对巷道掘进作业的地表水或者地下水的影响因素进行分析，做好围岩的加固工作。在加固过程中，最常用的是超前注浆技术，该技术最大的优势是可以提高围岩本身的稳定性，避免受水文因素、外界其他因素的影响，促进了采矿工程巷道掘进工作的稳定进行。

1.2 掌握临时性支护技术

为有效提高临时支护的效果和质量，需要注意以下要点：一方面，明确安装支护的原材料。辅助原料多样性，其各自具有一定的优缺点，因此在材料选用过程中，必须保证原料的合理性。例如，当木质支撑架用作临时支撑时，应选择具有质量轻、安装方便、制造加工难度低的材料，但是该材料的缺点是耐火和抗压强度性能都较差。有的支护在抗压强度方面比较高，拆装方便，可重复使用，但是材料的成本较高。因此，在选择材料的过程中，必须遵循合理、可行、安全的原则进行合理的选择。另一方面，在临时性支护工作中，施工人员必须严格遵守支护流程和规则，严禁使用支护质量差的材料。

1.3 锚杆锚索支护

矿用锚杆支护以及锚索支护本质上属于统一整体，两者联合应用条件下可以充分发挥出有效的支护作用。实施该种支护处理的主要优势便是能够承载更大的压力。具体表现是连接锚杆更加深入的承载框架和支护系统，顺利构成统一整体，提升支护结构完整性，同时还可以进一步提升基础岩体综合承载水平。锚索支护在实际应用中能够进行连续用力，全面优化连续面综合抗剪强度，提升围岩支护效果。锚索支护主要利用钢带、金属连接网以及锚索等部件实施有效拼接，作为一种常用支撑方法，此种支护方法需要和锚杆技术搭配应用，广泛应用于煤矿井下挖掘施工，也是煤矿井下巷道挖掘支护工程中应用次数较多的技术，经过不断的发展和完善，相关支护技术也越加成熟。结束施工中，通过混凝土实施彻底密封，外观造型较好。所以在对相关支护技术进行推广应用中，需要重点做好下列工作，第一是合理设计地质研究报告，对井下巷道板性质进行重点分析，结合验收破碎程度以及岩石稳定性对巷道板性质进行合理分析，结合岩石破碎程度和稳定性对巷道板进行系统分析，联系岩石破碎程度以及岩体稳定性对相关参数进行准确计算。如果围岩较为坚固，则可以按照两排锚杆为标准，打入两个锚索。

1.4 U型钢支护技术的应用

U型钢支护技术的应用可以有效提高抵抗高应力。煤矿采矿工程在巷道掘进过程中，有时会遇到高应力挤压情况，使得巷道变形，危险系数递增，此时，需要在巷道内按照一个伸缩性强的金属支架来扩散高应力，U型钢支护技术的应用便可以解决这一问题。但是U型钢支护技术在使用过程中存在一个缺点，在围岩变形之前，不能使用U型钢支护技术做预防。

2 快速掘进技术

2.1 连续采煤机技术

由于不同区域的地质条件各不相同，有些采矿区域存在较大的断面，面对这种现象，就无法使用传统的掘进技术。为了合理规避断面对采矿工作造成的不良影响，就需要采用连续采煤机进行采矿作业，连续采煤机最大的特点在于其截割宽度大，能够满足在一种设备上集成多种工序，其相较于传统采煤工序步骤较少。在采用连续采煤机开展采煤工作时要严格把控每道工序，并且要重点关注断面的实际情况，以免发生危险事故。同时，可以分层掘进来实现连续采煤机在采煤工作中的应用，就是将采煤工作进行分层处理，分层进行掘进，这样能够更好的避免安全事故发生，提高采煤工作的工作进度与效率。

2.2 深孔光面爆破技术应用

巷道掘进作业过程中的炮眼利用率直接决定了岩巷进尺的距离，影响巷道的实际掘进效率。由于传统浅孔爆破技术方案爆破距离小，虽然能够有效降低顶板的空顶距离，但需要多次爆破，而且循环进尺相对较小，无法满足复杂、坚硬岩层条件下的巷道掘进需求，因此结合煤层巷道的实际情况，提出了深孔光面爆破技术。根据对井下地质情况的分析，其爆破孔深度设置为 3.1 m。为了满足矿井下深孔爆破效率和安全性需求，在浅孔爆破的基础上，对设置炮眼的掏槽方式、炮眼布置结构以及炮眼内装药的方向进行了优化，提升了炮孔设置效率和爆破效果。

2.3 掘进机自动纠偏技术

为了确保掘进机在工作的过程中，能够沿着巷道中心线持续推进，防止出现偏移的问题，在掘进机进入下个工作环节后，应当在机电自动化技术下实现自动纠偏。是否可以实现自动纠偏的效果，应当从方向、位置等方面进行判断。在其中可使用三维电子罗盘仪，从而对掘进机方向进行针对性的判断，主要是通过对掘进机方向夹角进行判断的方式，将巷道中心线与掘进机中线之间所形成角度偏差进行判别，并将这些作为基础，通过激光指示仪实现对方向的有效纠正，从而实现对掘进机方向的有效控制。对于两者出现的位置偏差情况，可选择使用超声波测距离仪器，选择使用超声波回声测距、精准测量等方式，对其中出现的误差进行测量，再利用二轴倾角传感器检测水平面和机身俯仰角是否沿着预设的位置掘进，还可以通过比例电磁阀、行走马达和 PLVC 单元调整掘进机掘进的位置和方向。

结束语

煤矿巷道的掘进对于煤炭的高效开展具有不可忽视的影响，煤炭企业在发展过程中，一方面，必须要结合目前煤矿巷道存在的实际问题，拓展国际视野，加强引进高新技术设备，最后为优化支护方式与掘进技术的发展提供指导。另一方面，企业应当学习建设制度完善的组织管理技术，加大对于设备的资金投入，鼓励创新技术的研发，其次应当加强对于施工人员的培训，提升他们的安全意识同时加强规范操作的专业技术培训，使得员工的工作效率提升的同时，降低安全事故发生的概率。最后企业只有将持久发展，安全发展作为理念，将创新作为内在核心动力，才能为企业的进一步发展提供扎实的基础。

参考文献

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[2] 王东方.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用简析[J].内蒙古石油化工,2019,45(10):98-99.

[3] 范宝亮.论采矿工程巷道掘进和支护应用[J].当代化工研究,2020(05):81-82.