煤矿巷道掘进中支护技术的研究与应用

煤矿巷道掘进中支护技术的研究与应用

王坤

洛阳义安矿业有限公司 471800

摘要：在煤矿中，巷道的掘进工作是非常重要的一项内容。煤矿巷道掘进过程中，采用的支护技术对巷道施工的安全性和效率有着显著的影响。然而，由于煤矿地质条件的复杂性，巷道的安全高效掘进受到限制。为此，需要对现有的支护技术进行完善。本文首先分析煤矿掘进支护工作现状，其次探讨了煤矿井下巷道掘进中支护技术应用，最后就煤矿巷道支护技术的具体应用策略进行研究，以供参考。

关键词：煤矿；巷道支护技术；井下掘进；应用原理；优化措施

引言

在现代煤矿开采中，煤矿掘进支护施工是最重要的一项工作。近年来，随着我国对煤矿能源需求的与日俱增，大大促进了我国煤矿业发展，煤矿开采量正在不断增多。在此背景下，对煤矿掘进支护技术也提出了越来越高的要求。在巷道掘进的过程中，支护技术的应用作为整个环节的核心内容，需要结合煤岩地质条件、井下水文条件等因素进行综合考虑，并进行有效把控，这样才能够有效提升安全高效开采的水平。

1分析煤矿掘进支护工作现状

煤矿掘进施工期间，做好掘进支护工作可保障一线工人施工安全，还可提升煤矿生产效率。探讨煤矿掘进支护技术，可将支护工作分为不同阶段，即分为木材为主导、型钢为主导及锚杆支护为主导等不同阶段。随着煤矿掘进施工技术不断发展，煤矿企业对支护强度、支护硬度要求随之提升，尤其在复杂地质条件中施工时，需采取多样化支护方案，以充分发挥支护效果。目前，我国煤矿行业已进入高速发展时期，且煤矿掘进施工深度不断增加，因此常规锚杆支护技术已无法满足现代施工需求。近年来，各煤矿企业加大了新型支护技术创新投入，生成了众多新型技术方案，弥补了常规锚杆支护技术不足、提升了支护效果。如煤矿掘进施工中锚杆支护可提升井下巷道岩体强度、增强凝聚力，进而规避开裂、滑动风险。通俗而言，煤矿企业即基于三高一低基准开展煤矿掘进支护施工，可提升支护稳定性，进而增强煤炭企业施工效率。此外，随着煤矿企业不断累积掘进施工支护经验，可提升掘进支护综合效益。

2煤矿井下巷道掘进中支护技术应用

2.1灌浆岩支护技术

灌浆岩支护技术主要是采用调控围岩表面结构的方式来实现。该支护技术通常应用于某些特殊的巷道，施工方便简单，成本较低。但同时该技术对支护所采用的材料有着较高要求，其中所使用的水泥需要具有一定的力学抗压强度，通常需要达到11.8MPa，对应矿石的直径应小于15mm；所使用的混凝土材料的直径应小于20mm。因此，灌浆岩支护技术在实际应用的过程中有一定的局限性。

2.2临时支护技术

临时支护是采用相应的支护手段对围岩的变形进行控制，以维持巷道的短时间稳定性。通常情况下，临时支护时所用的支护设施多可以回收，支护的成本相对较低。在煤矿开采过程中，大部分巷道的服务年限较短，例如工作面的回风巷和运输巷，所以很多巷道实施的是临时支护。临时支护技术采用的设备有锚杆、支架和单体液压支柱等。

2.3锚杆支护

在锚杆支护技术中，并非所有的支护都是主动的，可以利用通过支护体的安全顺序区分是属于主动支护还是被动支护，而锚杆支护是主动支护的一种。采用锚杆支护技术时，通过对锚杆施加应力提高围岩自身的承载能力，达到支护的效果。在掘进过程中，围岩的主要类型是软岩，针对软岩支护困难的问题，可以采用高强度的锚杆支护技术，防止围岩的变形，加强锚端头，全锚固定后的固定力会长时间处于稳定状态，从而有效地控制围岩的变形情况。锚杆支护技术具有经济实用、成本较低的优点，可以根据软岩变形程度提供相应的支护强度，但受高应力影响，锚杆支护技术仍然存在一定的局限性。通过改善锚杆的强度，控制围岩发生断裂的情况，可以预防软岩的进一步拉伸或变形。

3煤矿巷道支护技术的具体应用策略

煤矿企业想要解决掘进施工问题，需结合具体问题深入分析，以全面发挥煤矿掘进技术价值。综合分析，煤矿掘进施工期间需做好以下工作。

3.1优化掘进支护工艺

随着我国煤矿企业施工深度不断向下拓展，对掘进支护工艺要求随之提升。这就要求我国掘进支护施工需结合不同施工需求、不同地质条件，制定针对性支护方案，以保障支护效果。如矩形断面巷道施工期间，可采取锚杆联合锚索方案施工，以保障巷道围岩稳定，保障施工工序顺利完成，具体施工步骤如下：在预设钻孔位置处设定锚杆，随后使锚杆相互固结，以形成完整整体；上述施工工序完成后，还需牵引锚索并固定在深部岩层上，形成双重固定保障。基于本施工角度分析，最佳支护方案为保护围岩膨胀变形力、增强岩层耦合力，以充分发挥支护效能。基于整体角度分析，煤矿掘进施工前先研究并判断巷道性质，科学选择掘进方案，可提升煤矿企业整体施工质量。

3.2及时更新支护设备

支护设备是煤矿掘进支护施工的基础，必须要及时更新支护设备，从而保证实际煤矿掘进支护施工工作的高效化开展。当今时代，随着科学技术发展的日新月异，支护设备的更新速度越来越快、种类越来越丰富、智能化程度越来越高、功能越来越全面和先进。一方面要根据实际情况选择合适的支护设备，另一方面要积极引入智能化设备，实现实时的参数监测和维护，以更好地保证煤矿掘进支护施工质量与安全。

3.3加强掘进区域地质勘探

在进行巷道支护时，支护的效果受顶板岩层特性影响非常大。在顶板岩层比较破碎时，需要进行大量的支护，这不仅会影响支护的效率，还会影响支护的效果。因此，为了提高支护的有效性，应该加强掘进区域地质勘探。在进行勘探时，要重点探测顶板岩层的岩性、完整性以及厚度。为了加大探测的数据信息的深度，应该采用物探技术，获得岩层的三维地质图。

3.4巷道联合支护方法

根据巷道尺寸结构耦合平衡支护原理可以发现，在巷道深处，将锚固区和钢带组成的小型支护结构相结合，可以防止围岩发生变形。正因为如此，当它与锚链结合在一起时，不仅可以增加深部岩石的承载力，还可以在深部形成一个很大的高强度承载结构；当它变形时，就会变成一个小型的结构，从而保证巷道的稳定性。

3.5建设高素质施工队伍

煤矿掘进支护施工离不开施工人员，只有先建设出一支高素质的煤矿掘进支护施工队伍，才能够保证实际施工质量。因此，煤矿企业应加强施工人员教育和培训，不断提高施工人员的专业知识、技术能力、安全操作水平。在具体的施工人员教育和培训中，一是要组织开展施工人员集体学习和考核，二是要定期开展相关应急预案演习。通过有效的应急预案演习，能够有效强化施工人员在突发施工安全事故时的应急反应能力、求生能力、逃生技能。再者，煤矿企业还应制定科学的人员管理制度和奖惩措施，将施工人员的薪资绩效等与其综合素质相挂钩。

结语

在煤矿巷道掘进过程中，应用合适的支护技术非常关键。根据巷道的使用年限，支护技术可以分为临时支护技术和永久支护技术。在大量现场实践过程中，发现煤矿掘进支护技术还存在着一些问题，主要有支护参数不易确定、支护效果难以保证及支护效率低等。建议从建立临时支护体系、进行技术总结、采用信息反馈法进行支护设计以及加强掘进区域地质勘探等方面改善支护技术。希望此次研究可以为煤矿掘进巷道支护提供一定的参考。

参考文献

[1]陈利东.煤矿掘进支护中存在问题及应对措施[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(7):118-119.

[2]马勇,马强,张再涛.煤矿掘进支护中存在问题及应对措施[J].科技创新与生产力,2021(10):85-87.

［3］张晓国.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用［J］.当代化工研究，2020(1)：50-51.