煤矿巷道掘进施工与支护技术

煤矿巷道掘进施工与支护技术

孙国峰

龙煤股份有限公司鹤岗分公司矿井建设安装工程处黑龙江鹤岗154103

摘要：当前，随着各类施工工艺与技术在煤炭开采领域中的应用愈发普遍，使得煤炭行业的发展速度得以加快。但在煤矿开采施工中，巷道掘进与支护技术作为基础性施工技术形式，在煤矿开采过程中发挥着无可替代的作用。对此，本文对煤矿巷道掘进施工及支护技术做出细致的分析与研究，以期为此类技术的完善，且为煤炭企业核心技术水平的不断提升，做出相应的贡献。

关键词：煤矿；巷道；掘进技术；支护技术

前言

在煤矿开采环节中，巷道作为地表与矿体间进行连接的基础性通路，不仅是煤炭传送与运输的必要路径，更是实现通风与排水等作业的关键性工程。作为煤矿巷道施工中重要的组成部分，掘进与支护则更是确保巷道良好构成的前提与基础，尤其在水文、地质以及瓦斯等因素较为复杂的煤矿区域内，唯有逐步完善巷道掘进与支护施工技术，才能确保巷道强度与稳定性的进一步提升，从而确保煤炭生产过程中的安全。

1煤矿巷道掘进施工技术要点分析

1.1运输系统优化

对于巷道掘进施工技术而言，既可选取胶带输送机进行运输，又可采用水平缓冲矸石仓实施煤炭的传送。其中，胶带输送机与传统形式的绞车相比，具有运行稳定、便于操作、人力与设备投入成本低以及低能耗、高效率等特点。并且，采用胶带运输机更能有效减少运输时所发生的稳定性匮乏等问题，且能够实现与料矸运输互不影响的情况。而水平缓冲矸石仓则是在应用胶带运输的前提下，将存储矸石的位置设定于巷道之外，由此便可进行矸石、轨道以及人员等方面的分离，若再采用扒装机与出矸系统相连接，则能够确保矸石传输的及时与稳定。

1.2通风与降尘

首先，通风作业。对于煤矿巷道而言，掘进工作面良好的通风性是确保煤矿开采施工作业的基础。通常情况下，掘进工作面所采用的通风设备为机械通风机，且依照施工现场条件，压入式通风机的应用则更为普遍。为确保巷道的通风状态优良，不仅要在通风机安装前，进行细致的检测与排查工作，更要安排专业安装人员进行相关组件（线路、控制装置、变压器等）的安装，以此确保通风设备安全、稳定的运转。其次，在煤矿开采作业中，会由于煤层、岩层间的相互摩擦及挤压等因素而导致大量粉尘的生成，并且在施工过程中受机械设备与施工操作等方面的影响，粉尘将会在空气中肆意飘散，不仅会影响到机械设备等的运转状态，更会严重影响到施工人员的自身健康。通常所采用的降尘方式较为多样，如施工中的同步洒水操作、湿式凿岩钻眼技术、巷道岩壁的冲洗作业以及其他通风除尘等方式。但无论采用何种方式进行降尘或除尘，都应借助检测仪器对空气中粉尘浓度进行测量，以此在确保设备正常运转的基础上，更能确保施工人员的身体健康。

1.3光面爆破

在现阶段的煤矿巷道施工中，通常采用光面爆破技术进行巷道的掘进作业。此种爆破技术的特点，即是在引爆该爆破点的同时，也能触发相邻爆破点的同步引爆，并依照此种具有叠加性的方法，在围岩表面位置处形成平整的爆破面，且在随后的爆破过程中，严格限定炮眼位置、爆破点间距以及炮眼内装药量情况等，以此确保爆破效果符合掘进需要。

2煤矿巷道支护技术要点分析

2.1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。

2.2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。

2.3锚索支护

在煤矿巷道掘进施工中，所涉及到的岩层地质条件千变万化，不仅会由小构造体的破坏而生成的细小碎块，更会依照掘进的深入而促使地应力的显著提升。并且，对巷道支护与顶板管理的难度也会明显增加。在此基础上，若采用锚喷支护形式的巷道，便极易出现喷层开裂、脱皮掉块以及顶板下降等问题，此时，则应选取锚索支护技术进行巷道的支护工作，以此确保持续施工的安全性与稳定性。

2.4注浆加固

注浆加固技术是利用水泥与高分子材料等制作成注浆液并将其注入围岩之中，由此将岩体构成具有明显强化作用的加固带，进而有效改善围岩原有的应力结构。而此种注浆加固结构也是施工中所提到的注浆帷幕，通过此种加固形式的应用能够有效提升岩体的整体性与稳定性，促进围岩强度得到进一步的增强。除此之外，还应在选取好注浆材料后，对巷道的地质条件以及现场的施工作业环境等进行紧密的结合，以此确保煤炭生产的安全性与经济性。

3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，煤巷工程效率、开挖效率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，这样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。自行制造掘进在选用结构部件、电气配套、液压传送时，必须认真筛选，确保施工质量。对于国产不达标的元件，优先选用先进技术的产品。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

把掘进设备变成自动化模式，有效调整动力电机功率与开挖方位。同时做好掘进设备故障判定与状态监控，具体包含电机荷载、输电压控制、电机温度、油路压力、环境污染等。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，这样才能最大程度的提高围岩表层支撑与约束力，最大程度的限制巷道纵向碎区延伸。当情况相对复杂时，可以利用喷层或者支护网进行柔性操作，如果围岩出现破裂与变形，可以释放围岩功能，减小危险系数。为了拥有良好的支撑效果，对于巷道掘进与支撑，必须严格把控螺母精度与质量，把普通螺母换成专用锚杆螺母，这样才能从整体上提高抗压能力。为避免托板变形引发的事故，必须做好锚杆托板强度处理，将托板抗变形能力控制在可接受范围，这样才能确保巷道安全性。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，这样才能不断提高施工安全与支撑强度。

结语

综上所述，煤矿巷道掘进施工与支护施工时所涉及到的影响因素众多，如地质、水文、环境、设备、工艺技术以及施工流程等。对此，应对各类应用材料与勘察结果等进行细致的结合，并选取出适合该区域煤矿开采的巷道掘进与支护技术，以此为煤炭行业的可持续发展，做出相应的促进与推动。

参考文献：

[1]葛晓成.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究[J].煤，2017（3）：73-74.

[2]王富亮.煤矿巷道掘进施工及支护技术分析[J].城市地理，2017（14）：139.