煤矿井下快速掘进支护策略分析

煤矿井下快速掘进支护策略分析

张学锋

国家能源集团包头能源有限责任公司 内蒙古包头市 014000

摘要：随着矿井综合机械化开采的不断发展，矿井掘进巷道的使用量逐年增加，但目前矿井的掘进效率仍不能完全适应矿井作业的需要。有鉴于此，文中分析煤矿井下快速掘进支护技术，给出技术质量控制措施。

关键词：煤矿井下；快速掘进支护；质量控制

煤炭作为一种不可再生能源，在我国能源供应过程中占据不容忽视的重要地位，特别是在目前能源转型的关键阶段，确保其稳定供应尤为重要。通常情况下，煤矿开采环境较为恶劣、地质结构情况较为复杂，且极易受到天气条件等外部环境因素影响，给井下开采作业带来风险与难度。

1煤矿开采工程发展现状及存在问题

现阶段，不断提高的自动化技术水平为煤矿企业提供了更为专业的开采方式，但同时也带来了一系列亟待完善的问题，主要包括以下几个方面。

1.1技术水平待提高

煤矿开采过程中，需对煤矿周边岩石进行爆破处理，由此形成巷道拱，然后进行支护与开采过程的实施。巷道掘进设备与技术应用在整个开采过程中具有不容忽视的作用，一旦机械化设备出现故障，就会对煤矿企业的开采速度产生一定影响。

部分中小型煤矿，由于井下作业人员欠缺过硬的专业技术能力，对于开采设备及相关技术的采用无法根据工程实际情况进行调整，一旦遇到硬度较高、开采较为复杂的巷道，容易导致设备故障的产生，影响安全生产。

1.2支护材料待提升

支护材料的质量是煤矿企业确保安全开采的前提条件。现阶段，部分煤矿企业为了降低成本，没有根据工程所在地的地质结构、水文条件等选择合理的支护材料，例如热度较高的巷道采用一般的支护材料无法进行有力支撑，也无法保证开采过程中的稳定性，容易导致重大安全事故的发生。

1.3矿井路线待完善

合理的矿井线路分布方式是提高开采效率的重要手段。随着煤矿企业开采深度及规模的不断增加，应安排相关技术人员对矿井线路布置情况以及运行方式进行全面的分析与科学的设计；同时，井下作业人员需严格按照路线图进行开采工作，以更好的保证生产安全。

然而，部分煤矿企业为了加快开采进度，忽视了该方面的问题，从而导致矿井线路受到外力的影响而发生形变等不利于工程安全的问题发生。此时，一旦支护工作的质量无法达到工程要求，极易影响煤矿企业开采效率。

2  煤矿井下快速掘进支护策略分析

2.1巷道快速掘进技术分析

要求相关技术人员根据详细的勘查地质数据、巷道的真实参数以及机械设备的应用能力等，对掘进方式进行合理的选择。这样做可以充分提升开采效率与施工速度，同时避免对矿井地质结构造成不必要的损害，影响后续工程安全。

2.1.1掘锚一体化技术

辅助运输巷道的掘进方向选用激光定向仪，施工采取一次全断面成巷技术，沿煤层开挖，采用掘进机、四臂式锚杆钻机对顶帮锚杆(缆绳)进行施工。其中，所选择的掘进机既能实现掘进、支护的同步进行，又能极大地提高工作效率，提高支护的自动化水平，缓解矿井生产交替的压力。掘锚一体化技术在多个产煤国家已经得到广泛应用，在实际的技术操作中，掘锚一体化技术的适用范围更广，而且支护效果和掘进效果也有了进一步的改善，通过掘锚机组的平行作业特性可以大大提高煤矿巷道掘进的作业效率。

2.1.2掘进施工流程分析

在掘进速度方面，掘进技术是影响掘进速度的重要因素，因此，应根据采掘设备的切割路线和作业流程进行优化改进，使采空巷掘进采用煤巷S形截割法。假设巷道为标准的长方形截面，从左下部开始，根据圆筒的大小向下进行回切，使其总体路线呈S形。在操作过程中，具体的快切程序是：a)对现场进行彻底清扫，并进行班前交接。b)纵向切削。截割辊从巷道截面的左下角进刀，当所有的切割辊都进入煤层时，停止进刀，然后用铲板将切出的煤矸石送出。c)横切刀具。从左侧到右侧的截割辊进行横向切削。d)重复切割。截割辊切断到巷道右边的巷帮后再将机头抬起，反复进行一次回切。e)对两组进行精细调整，及时清除残余煤炭，然后进行下一周期的切割。

2.2 采矿巷道掘进施工中支护技术要点

2.2.1临时支护技术的要点

临时支护技术是在矿山施工中，根据矿山生产实际需要采用的临时支护措施。比如，针对一些矿区矿井的掘进情况，可以采用机组前探梁支护，以便于后续工作人员进行支护。采用这种临时支护技术，不仅可以保证工人的人身安全[4]，还可以缩短施工时间。在目前的施工方式中，这是一种临时的支护方式。另外，当前矿业公司的临时支护结构也是采用了金属支架，这种支架具有很好的强度特性，而且安装速度快，可重复使用。近年来，许多的地方公司都在关注这种技术，最重要的是，这种技术还可以作为永久支架使用。

2.2.2科学运用现代技术

在完成上述相关工作的前提下，各相关部门应积极关注采用先进技术，以便更好地保证施工工作顺利进行。通过改进在线监测系统，对矿井瓦斯浓度进行有效检测，对矿井通风进行实时监测，增加通风预测系统的应用，确保对现场的通风状况进行及时分析，并对基本的自动报警方案进行优化，保证自动化和智能化的维修工作都能顺利进行。

随着我国智能化监测设备的不断发展，煤矿巷道进行支护施工过程中，煤矿企业需合理的运用动态监测设备，及时发现安全隐患，为相关技术人员采取相应的解决措施提供参考依据。与此同时，该技术还可应用于煤矿开采过程中的各个环节，进行实时监控的同时也可以对问题所在位置进行精准定位，不仅可以显著提升锚杆支护的稳定性与可靠性，还可以更好的保证煤矿企业的开采安全，提升开采效率，也避免了不必要的人工查验。

2.2.3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。

锚杆支护的良好作用效果不仅依靠支护技术的应用，还需要相关元件与其配合，从而形成完善的锚杆支护体系。在支护体系建设过程中，较为重要的关键环节就是材料质量的审核，确保支护材料质量及精度都符合工程要求。当前阶段，很多煤矿企业为了更好的保证支护体系的作用效果，会采用专业螺母替代普通螺母，要求相关技术人员严格根据支护要求进行型号的选择。

2.2.4 软岩回采巷道

对煤矿巷道进行支护施工的关键作用在于避免周围岩体发生形变甚至塌陷，最大程度的保证支护区域的开采安全性与稳定性。

软岩回采巷道的载荷力通常较为薄弱，因此需要相关技术人员在进行支护施工时，改变传统单纯提高支护刚度的思维，着眼于充分利用并发挥自承能力上。根据岩层属性、地压来源等因素进行分析，采用卸压、加固与支护相结合的技术手段强化支护效果，从而更好的保证采矿区域围岩的韧性以及延长能力。

此外，对于巷道掘进过程中极易发生变化的地质结构，相关技术人员可根据实际情况进行二次支护，从而更好的保证其支护作用效果，避免围岩发生变形或开裂而影响到开采安全。

结语

总而言之，煤矿巷道支护与掘进工作的迅速进行，是煤矿生产安全、高效进行的重要保证，必须引起煤矿管理者的高度重视。在生产过程中，要积极组织专业技术力量，结合生产实际，探索科学、高效且安全的巷道支护与快速掘进技术，这对于提升矿井生产综合效益有着巨大作用。

参考文献

[1]王俊龙.复杂地质条件下煤矿巷道掘进支护技术的应用[J].内蒙古煤炭经济,2022(24):190-192.

[2]刘瑞,白玉.大柳塔煤矿切眼掘进工作面支护工艺设计[J].能源与节能,2022(12):132-135.

[3]张丁.煤矿掘进支护技术存在的问题及解决措施分析[J].能源与节能,2022(12):148-150.

[4]王超.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用[J].西部探矿工程,2022,34(12):113-114+120.