煤矿掘进支护技术分析

煤矿掘进支护技术分析

王昭舜

中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 湖北武汉 430064

摘要：为保证煤炭供应量，地下开采已成为一种常态，这就加大了开采的难度，提高了开采的危险系数。煤矿企业需要采取巷道的安全、稳固措施，做好煤矿掘进支护的保障工作，选择科学适用的支护技术，提高掘进支护技术水平。同时，采矿工人也要熟悉地下巷道布置，增强自身的安全意识，自觉践行安全管理理念，共同助力中国煤矿开采工作高质、稳定进行。

关键词：煤矿；掘进；支护技术

1 煤矿巷道掘进施工与支护技术的应用

1.1 对锚杆支护技术的应用

如今，锚杆支护技术已经在矿井巷道施工以及挖掘作业中获得了广泛使用，在该技术的作用下，煤炭的挖掘质量和进度都大幅度提升。该支护手段能对锚固区域的巷道围岩离层等问题有效控制，还能避免问题变得更加严重。

在实践作业的过程中，企业要确定锚固区域的巷道围岩所受的压力是固定的，这不但能减小围岩的拉伸强度，还可避免围岩出现变形和裂缝。在巷道支护标准效果中，对锚杆支护设施的强度有着严格要求，因为施工会受到预应力影响，所以作业人员要结合围岩情况有效稳定预应力。

在实际应用的过程中，煤矿企业必须使用应力较大的高强度锚杆进行巷道的支护作业，这样便可最大限度的降低围岩形变以及应力提升的概率。除此之外，锚杆预应力的提升还会对支护的效果产生极大的影响，所以，作业人员必须使用钢带以及托板等辅助作业。

1.2 临时支护工艺的应用

在实施矿井巷道支护施工期间，企业通常是通过支柱来支撑保护，而在采用支柱支撑保护的过程中，作业人员必须全面掌握巷道顶板以及围岩的情况，同时还要熟悉支柱和相关支护设备的构造[5]。在开展煤矿巷道临时支护作业的过程中，企业必须要对支护技术及相关支护设备进行全面优化和改进。

通过系统分析并研究临时支护，其主要是构建力学分析模型来分析支柱的相关参数，从而确保支柱对巷道顶板以及围岩的支护效果。不管采用哪种支护方法，煤矿企业都要确保巷道顶板以及围岩所受重力的稳定性，在临时支护活动期间企业必须综合分析顶板和围岩所受重力的状态，通过提高其稳定性，煤矿巷道的支护效果也会大幅度提高。

1.3 对卸压增阻弱结构补强支护技术的应用

卸压增阻弱结构补强支护技术，就是在巷道掘进前使用钻孔卸压和煤层注水的方法实现卸压增阻，通过提升自身粘结力以及煤体间的摩擦力便可优化煤体条件。

该技术以控制巷道围岩为核心，以支护好弱结构面为目的，并借助锚杆以及桁架锚索来控制巷道顶板，这不仅能使巷道若结构面更加均匀，还能实现支护的体系化，这在很大程度上都可提高支护的实际效果。其中，弱结构面指的便是巷道掘出后由节理、裂隙切割成的诸多面积相同的结构面。

1.4 棚式支护技术与综合机械掘进模式的应用

在开展煤矿巷道施工和采煤作业时通常会使用到棚式支护模式，期间钢筋混凝土、钢材等都是十分重要的施工材料。对于此支护技术而言，使用十分方便、稳固性良好、企业投入的工程成本低、实用性很强。该技术相较于砌碹支护模式，二者有很多相似之处，且操作都较为被动。

在开采煤矿的过程中，煤矿企业还会使用综合机械掘进模式来掘进巷道。该模式较为复杂且会耗费大量的时间，同时在作业过程中也要使用很多采掘设备、仪器，例如使用锚杆机、悬臂式掘进机等设备。但相较于连续采煤机，悬臂式掘进机会耗费大量的资金，采掘工作的稳定性也得不到保证，所以很多煤矿企业会使用连续采煤机进行作业。

2煤矿掘进支护技术影响因素分析

煤矿掘进支护技术的应用效果受地质条件、巷道形状及断面、巷道数量以及适应性等因素的影响。地质条件中要具体考虑到断层带、大坡度地带等复杂地带，煤层顶板应力变化和煤层坚硬程度，这些状况要求相关掘进设备具有足够的强度和性能才能保证作业速度。煤矿巷道形状及断面也会对掘进支护技术造成影响，若是拱形巷道，横向断面面积过大，就会导致煤炭生产率和输送率低，还会危及工人安全。煤矿巷道数量稀少且单一，巷道的整体布置、施工很难适应井下地质构造，也会阻碍支护作用的发挥。

3探究煤矿掘进支护技术的有效应用策略

3.1完善煤矿巷道建设，提高运输通道安全

煤矿开采技术的进一步应用，以及开采作业效率的提高，有赖于煤矿开采中的安全防护工作是否做到位。因此，煤矿企业应该可以进一步改善煤矿巷道的有益建设。首先，应该拓宽巷道的作业范围与面积，改善过去拱型的巷道，转变为矩形巷道，确保机械设备能够正常地通行。其次，改良煤矿巷道，便于开采煤矿工作之后进行通风，通过巷道改造可以排放瓦斯等有害气体。最后，促进单巷道施工向多巷道施工的转变。通过巷道开采的实践经验中可以得知，采取巷道埋深的方式，能够加快由浅及深的变化，满足不同的煤矿资源开采地质环境，使施工团队能够在各种条件下顺利开采，提升施工人员安全性。

3.2创新煤矿巷道支护设备，满足不同施工需求

在选择煤矿支护工艺的过程中，应该遵循煤矿的实际情况，因地制宜进行选择。比如，如果遇到一些矩形断面的施工开采环境，在进行支护处理技术时，若想保证巷道围岩的稳定性，则应该运用锚杆支护和锚索支护相结合的方式，加强支护质量，同时运用锚杆插进装好的孔径之中，并且将锚杆固定在岩层中，运用锚索转移多余的岩石，保证岩层的整体稳固性，确保岩层在施工中的安全。利用支护矿井断面的过程中，要结合断面的实际面积来选择施工设施，如果断面面积相对较小，可运用小型支护设备；如果断面面积较大，则需要选择一些大型的支护设备。在施工中，考虑到一些煤矿区具有通风需求，支护技术应用要由浅及深、由易到难地转变，提高支护技术的创新性、先进性，满足不同的复杂地形，创造更多的经济收益。

3.3对煤矿地质环境加强勘察，根据施工环境做足准备

在煤矿掘进支护工作中，对于地质信息的考察与录入是最基本的参考材料，直接关系着后期掘进支护开采的质量。为此，煤矿企业应该考虑到一些地域的不同地质环境，包括顶板碎裂，断层多，冲刷带多，岩石坚硬等不同情况。在对地质勘测过程中，应该了解到矿山整体的地质情况，合理分析周边的围岩巷道间的不同联系，便于确定来压的方位，明确切断压力来源，做好之后安全工作。锚杆支护工作应该更加系统化，因此对于不同的环节应该全面分析，其中包括支护所运用的资金运用标准，工程设计，地质施工等。当明确各个环节的相应问题之后，设计好支护方案，提升支护效果。

4结语

煤矿掘进支护是综采作业的必要程序，提高掘进支护技术质量，保证顶板支护的安全稳定，充分发挥支护防护功能极为重要。这不仅关乎着开采的效率、效益，还能为作业人员提供最基本的安全保障。但是，近年来，煤矿掘进支护方面经常出现各种问题，受地质构造、巷道形状和断面等影响安全事故频发，严重危及煤炭行业的可持续发展。为此，必须深刻认识掘进支护问题，分析总结支护工作经验，提出科学有效的解决措施，选择适配的支护技术和形式，更新支护技术，避免更多安全事故的发生，保证采矿流程的顺利进行。

参考文献：

[1]刘雪松.煤矿掘进支护技术的思考[J].矿业装备,2020(05):52-53.

[2]王建华.煤矿掘进支护问题及应对方法探析[J].当代化工研究,2020(18):48-49.

[3]马本昌.基于煤矿掘进支护技术应用分析[J].矿业装备,2020(04):44-45.

[4]张秉权.煤矿掘进支护技术的研究[J].当代化工研究,2020(14):66-67.