煤矿巷道支护与快速掘进技术探讨

煤矿巷道支护与快速掘进技术探讨

任苏迪

国能神东煤炭集团有限责任公司 寸草塔煤矿

内蒙古鄂尔多斯市 017209

摘要：随着社会不断的发展，煤炭资源的需求越来越大。在快速勘探开采的情况下，煤矿巷道对我国煤炭的开采效率、开采安全性均产生了一定限制，因此也对采煤工程发展带来了影响。在煤炭开采工作中，巷道掘进以及支护工作是其重点内容，想要有效改善煤矿采煤工程的整体发展态势，必须针对巷道的快速掘进采取相应的支护技术进行详细研究。

关键词：煤矿；巷道支护；快速掘进技术

引言

近年来，各个领域对煤炭的需求量逐渐增加，煤炭采掘技术不断发展和进步。其中，快速掘进技术被普遍地应用于煤炭采掘中，且实现了理想的效果。为此，煤炭企业应持续改进与完善炮掘巷道快速掘进技术，强化平行作业，进而实现煤矿采掘效率和质量的提升。

1煤矿掘进支护技术应用现状

在煤矿井下生产中，巷道和支护措施是保障矿工的生命财产的关键，对于促进煤矿开采作业效率意义重大。当前，国内隧道和支撑技术的发展已经历多次变革，早期采用以木制为主的施工方法，接着采用型钢法，在改革开放后逐步演化为锚杆支护方案。随着掘进支护技术经验的积累，煤炭作业对支护强度、结构硬度提出了新的要求，尤其在复杂环境下，技术人员应结合实际情况因地制宜的制定支护方案，以保证支护效果与实际开采作业需求相适应。目前，随着采矿深度的增加，开采工作的困难也在增大，常规的锚固支护已不能适应现阶段矿山生产的需要，逐步衍生出多元化的技术方案，消除了传统锚杆支护方案的诸多弊端，整体效果得以全面提升。以传统锚杆支护为例，通过科学设计安装位置可提升井下巷道岩体稳定性，降低了总的打滑和裂缝的可能性。简单来说，就是利用“三高一小”的施工规范，使矿井的施工质量得到了有效的提升。在技术进步的持续推进下，相应矿井巷道支护技术的整体效益将大大超过以前的水准。

2煤矿巷道快速掘进技术

2.1巷道支护技术

传统的钢棚支护手段面临明显的不足之处，其不仅作业效率较低，而且支护成本较大，这阻碍了巷道掘进水平的提升。立足于对支护技术的不断改进和完善，能够在巷道中应用先进的锚网梯以及锚索支护方式，这样可以使巷道支护的时间明显缩短。并且，在选用施工机具上应尽量地应用功率大的锚杆钻机，如此不仅可以显著提高掘进效率，而且可以大大降低工人的工作负荷。在支护材料的选择上，可以借助钢筋网支护大压力巷道顶板，以及借助高分子塑料网和铁丝网支护小压力顶板。另外，在锚杆的选择上应对其受力情况进行分析，将新型高强度的锚杆应用于高应力区域，以及将新型玻璃钢或快硬水泥锚杆应用于低应力区域。

2.2锚杆、锚注支护

锚杆支护在煤矿煤巷支护技术当中较为常规，根据巷道周边岩层的实际情况来计算锚杆长度、直径、角度以及深度等相应参数。锚杆进入后能够增加岩层整体的密实度，进而强化岩层的承载力。一般来讲锚杆支护在软岩层有比较好的应用效果，而且可以与其他支护方式很好的结合，共同增加巷道稳固性。此外，锚杆支护整体成本较低，经济性比较好，因此在巷道支护中有广泛应用。锚注支护以喷射混凝土为主，不同岩层所使用的混凝土成分方面有一定的差异，通过打孔注浆的方式来改变巷道周围的岩层整体状态。混凝土具有更好的盈利承载和抗形变能力，因此也能够更好的实现支护效果。锚注支护、锚杆支护都可以与其他支护手段共同用于巷道支护中用以强化巷道稳固性。

2.3锚索支护

煤矿巷道快速掘进技术中支护技术应用是非常普遍的，支护技术的选择与煤巷周边岩层地质情况有直接关系，不同类型的岩层其结构特性差别比较大，而且在整体应力作用类型上也有很大差异，在这种情况下很容易出现煤矿巷道岩层坍落的严重问题。在煤矿巷道支护作业中经常遇到软岩层，此类岩层支护难度比较大，因其抗形变能力比较差，而且容易在外部环境影响下出现碎裂掉落的情况。目前针对此类岩层在支护过程中主要采用锚索支护技术，通过锚索固定以及金属网防护来有效稳固岩层结构，增强其对外部力学因素的抵御能力。锚索支护技术在大跨度断面支护方面有比较好的应用效果，在冒顶区也能很好地凸显自身承载力大的特点。

2.4U型钢支护

U型钢也是目前煤矿煤巷支护的一种主要技术，应用也比较广泛，其优势在于受压后整体受力状况相对均匀，不容易出现单点受力的情况，而且一旦围岩整体作用力增加U型钢本身也能产生一定的压缩进一步适应压力。U型钢支护包括放中、腰线、挖柱窝、上梁、加固、填充几个步骤。在作业流程固定的情况下，U型钢及其构件质量过关则支护效果比较好，整体支护技术难度不是很大，也可配合其他支护技术共同完成巷道支护工作。

3提高巷道掘进效率的措施

3.1加强地质勘探

考虑到地质条件对巷道掘进有着较大的影响，应该加强地质勘探。一方面，通过地质勘探可以避免在一些地质异常区域进行巷道掘进，进而避免造成大量的巷道返工；另一方面，通过地质勘探有助于针对一些地质异常区域制定合理的施工方案，进而缩短施工过程中的试错时间。具体应该做好以下两方面的工作：（1）采用综合勘探手段。应该采用钻探与物探相结合的方法，提高对一些异常地质条件勘探的准确性。（2）保证勘探的精度。要准确圈定异常区域的范围，进而在掘进过程中做出合理的决策。

3.2提升管理水平

巷道掘进效率与掘进面作业人员的数量存在很大的关系。为了提升掘进效率，必须提升管理水平，进而提高井下人员的作业效率。具体可从以下两方面做起：一方面，根据现场实际情况调整人员的任务分配量。在调整时，需要根据前一天的作业情况进行。另一方面，优化工序的衔接。在安排工序时，要尽量避免工序在时间和空间上重叠，也就是说，要尽量将工序之间的相互影响降到最低。此外，还要控制施工的质量。当施工质量不达标时，很容易出现返工，甚至出现掘进安全事故，这对掘进效率会产生较大的影响。在施工完成后，要定期检查支护的质量。一旦发现巷道变形严重，要采取相应的补救措施，并对后续的支护进行优化。

3.3改进与完善煤流系统

在掘进此煤矿掘进东侧巷道期间，掘进应有效连接出煤系统，把掘进巷道位置充当回风侧，而进风侧则是输送下山位置，这样难以对煤流系统进行直接搭接，需要将可自动关闭式溜煤装置设计于进回风巷道之间。这样“楼上楼”的方式形成于西一条带输送下山和出煤联络巷交叉点位置，两边巷道无需直接沟通。并且，以自动开关溜煤设施连接两巷，这样巷道煤由刮板输送机移动至自动开关溜煤设施上面，再移动到溜煤设施，最后移动至掘进强力皮带，从而使输送效率提升。此外，也设计了通风安全道，确保了巷道正常通风。

3.4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。

结语

综上所述，煤矿井下的巷道支护工作在施工作业期间应结合地形环境、相关施工技术标准等要素，采取切实有效的施工技术方案。同时，注重采掘支护作业的施工技术人员专业化技能培训工作，以确保在实际采掘支护作业中支护方案的稳定性与整体质量。

参考文献

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