煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究

煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究

梁秀云

凯盛重工有限公司，安徽 淮南 232008

摘要：煤矿开采长时间处于潮湿阴暗的环境中，恶劣的环境对开采人员的身体和专业技能提出了更高要求，其甚至会威胁到开采人员的人身安全。在复杂的地质条件下，应用掘进支护技术可在保障煤矿开采效益的前提下，保障开采环境的安全性，对煤矿开采施工管理及煤矿企业的发展都有着重要意义。

关键词：煤矿工程；掘进；高强支护；措施分析

1 煤矿巷道开采掘进分析

1.1 地质结构变化

伴随着煤矿开采的有序推进，地层也变得越发深入，分析环节也逐渐渗透到更深层次。而开采工作必然伴随着对地质结构的破坏，在处理放顶结构时，需要涉及到检查、打孔、装药、爆破等多个工序环节，需要选择合适的工具配合，才能保障放顶工作的有序推进。针对煤矿复杂的地质环境，煤矿开采工作的难度也在不断提升。

1.2 煤矿巷道开挖

由于外界作用力对煤矿的影响是比较明显的，所以在外力的影响下，就容易导致巷道出现变形和收缩等问题。在煤矿开采实践环节，由于煤矿上部和底部的土质松散，所以支护工作会耗费较多的时间。在开采薄煤层时，需要有高标准的设备支撑掘进支护技术的应用。因此，煤矿巷道的开挖，必须先解决煤矿巷道内部的变形问题，才能保障开采效率及掘进支护技术的有效应用。

1.3 半煤巷矿区安全性

需要深度关注巷道的变化，往往巷道周边容易出现断裂层，需要加以重视推动后续的煤矿巷道掘进开采。在部分矿井中，储存着大量的薄煤层，而开采薄煤层需要合理应用掘进支护技术，关注半煤巷的具体情况，实际操作起来会涉及到较多的工序，相对而言比较复杂。因此，需要关注半煤巷矿区的安全性，保障掘进及支护相关技术水平，满足实际的掘进及开采需求。

2 复杂地质条件下的煤矿巷道掘进高强支护方法

2.1 直接破顶法

相较于其他开采区域，断层区域的煤矿开采面临的情况更加复杂，对开采人员提出了更高的挑战，更重要的是会面临较多突发情况，不稳定的地质条件在无形中提升了煤矿开采的不确定性。如果在煤矿开采环节，接触到地质松散层，就会对煤矿开采带来明显的障碍，甚至无法有序推进后续煤矿开采。

直接破顶法作为一种常见的掘进支护方法，最大的优势是可以推动断层区域煤矿开采的安全进行，保障开采人员的生命安全。借助掘进设备的辅助，将矿井顶部的松软地质层破除，这样剩余的岩层相对较为坚固，开展相应的支护工作。但直接破顶法也有一定限制，如果顶板岩的落差小于2 m，并且岩石硬度系数大于五，支护工作就无法有序开展，如果强行开展支护甚至会影响顶板，出现损坏和破碎等严重问题。而针对一些坡度较大的矿井，直接破顶法也可以发挥出明显的效果，保障煤矿开采的高效率推进，获取更高的效益。

2.2 退后卧底法

由于煤矿的地质条件是丰富多样的，部分煤矿的岩石相对较为坚固，并且煤矿区域也比较完整，相较于直接破顶法，退后卧底法往往是支护的主要形式。退后卧底法能够充分理解掘进设备和相应机械，掘进机不断后退，推动开采工作的开展。

相较于其他掘进支护方法，退后卧底法有着更高的稳定性和安全性，但对开采人员提出了更高的挑战。开采人员必须具备强大的身体素质和抗压能力，才能适应退后卧底法的高压工作环境，因此在实际工作环节也存在明显限制。

2.3 临支加U钢法

部分区域的岩石相对较为坚硬，而断层的落差较大，临支加U钢法就能够发挥出明显的作用。通过临支加U钢法将巷道固定住，结合煤矿开采的实际情况，合理应用锚杆支护和超前支护等技术，有效推动煤矿开采。

而临支加U钢法想要实施于煤矿开采环节，面临着更多的挑战和困难，需要有一定操作技能和经验，将锚杆的倾斜角度控制在45℃，临支加U钢法才能发挥出应有的作用。为此，需要结合实际情况进行分析，让临支加U钢法的价值在实践中得以体现。

3 复杂地质条件下的煤矿巷道掘进支护技术应用

3.1 重视巷道断面施工，控制支护变形

结合实际情况，合理开展支护工作。结合巷道的通风、运输等基础条件进行分析，选择用喷浆、锚索和锚网融合形式，开展巷道断面的支护工作。由于部分区域的地质出现破裂情况，可以尝试用格栅钢支护及型钢支护等方式加以解决。工字钢支架支护是工作面回风巷、运输巷主要的支护形式。而具体支护工作的开展，也需要结合煤矿开采的实际情况，满足运输、通风等具体要求，保障支护的整体质量。

3.2 明确掘进机界点，保证煤矿开采安全性、稳定性

巷道的长度会受到掘进机界点的明显影响。因此，煤矿开采工作的推进，需要开采人员关注掘进机型号的选择，用合理、科学的方式，发挥出掘进机应有的作用及优势，用掘进机推动后续工作的高质量开展。

普通掘进机适用于长度小于300 m的施工条件；而由于多重原因，施工长度超过300 m，普通掘进机就无法满足全部的施工需求，可以尝试借助综合掘进机，选择更适合施工需求的掘进机型号，才能缩短煤矿开采的时间，保障煤矿开采的质量与效率。需要合理选择掘进机的截齿，延长掘进机的使用寿命，在保障截割速度的基础上，降低掘进机的损坏程度。针对硬度较高的岩石，尝试用爆破形式进行处理，防止掘进机受到过度损伤。对煤矿企业而言，合理选择掘进机，开展高质量的支护工作，保障煤矿开采的安全性、稳定性，减少煤矿开采损耗，进而获取更高的效益。

3.3 临时支护、开门变为技术

需要结合综合掘进机的液压系统，保障综合掘进机的稳定性。合理设置综合掘进机的闭锁，确保综合掘进机能完成基础的掘进作业。通过机载液压锁的应用，降低综合掘进机的工作强度，也能保障掘进作业的安全性与可靠性。尝试通过掘进施工的形式，以及自行开门施工技术的革新，解决施工环节面临的困难与障碍，以掘进工作零爆破为目标。

3.4 合理选择掘进机

在综合掘进机使用过程中，需要合理的选择综合掘进机的型号，避免煤矿开采时出现危险事故。

在进行采煤的过程中，施工人员需要对施工的情况进行客观地分析和考虑，合理地分析机械设备的强度和体积、配件的供应情况、设备的维修维护水平以及机身的结构，只有有效地保证掘进机的质量和型号，才能为后续的煤矿开采工作打下坚实的基础。

4 结语

本文涉及到的多种掘进支护技术，虽然各有特性和优势，但应通过综合使用的形式，保障掘进施工的安全性。通过完善煤矿开采掘进施工技术，保障生产安全性，提高煤矿的整体生产量，推动煤矿企业乃至整个行业的进一步发展。

参考文献：

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