煤矿采矿工程中巷道掘进和支护技术应用研究

煤矿采矿工程中巷道掘进和支护技术应用研究

曲业东

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摘要：目前，国经济在飞速发展，我国煤矿资源逐渐得到了有效的利用。随着煤矿开采逐渐往更深处进行，开采环境越来越复杂和恶劣，对煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的要求也越来越高。因此，需要在保证煤矿采矿工程安全开采的同时，合理地选用巷道掘进和支护技术，从而使煤矿企业的经济效益得以提升。

关键词：煤矿采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用

引言

煤炭作为中国重要的能源资源，其分布相对比较广泛，但是并不是取之不尽、用之不竭的。随着社会经济和科学技术的不断发展，各行各业对煤炭资源的需求日益增加，导致煤炭储量减少，煤矿企业不得不将开采目标移向更深层的煤炭资源，使得开采的难度和危险系数大大增加。另外，目前中国煤矿开采技术还未实现完全自动化，在开采过程中工作难度大、各个环节工序比较烦琐，而且很多环节仍需要人工操作，从而给工作人员带来很大的安全隐患。因此，为了更好地保障工作人员的人身安全，除了要做好开采前的勘查工作之外，还需要结合开采的实际情况对煤矿采矿工程中的巷道掘进和支护技术进行优化，提高煤矿开采效率和质量，同时增加一道安全防护屏障，使得工作人员的生命安全得到保障。

1巷道掘进和支护技术的意义

在对煤矿进行开采工作的时候需要不同的工序，也存在不同的方法。煤炭开采不是一个简单的过程，这中间有很多道工序，但是开采煤矿均需要在地下作业，因此，煤炭开采工作极其容易受到自然环境的影响，包括天气条件以及地质条件等。所以巷道的挖掘对于煤炭开采工作来说具有极其大的重要性，巷道是采矿人员经过的通道，随着经济社会的发展，大量的浅层煤矿已经被开采，因此巷道的建设已经成为煤炭开采业中一个非常重要的环节，而巷道，又是采矿人员经过的地方，因此加强对巷道的维护，是提高采矿安全性的一个非常重要的环节。现阶段我国采用的巷道技术已经有非常多种，相对于来讲比较完善，但是每个煤矿的具体情况不同，在对巷道进行开发的时候的方法也不同，尤其是对于地质条件复杂的地区，更应该进行全面的综合考虑。随着近年来巷道掘进技术的发展，我国的煤炭产量已经大有增加，但是煤炭隐患也时有发生。所以无论是煤炭开采的施工个人还是相关的政府部门，都应该重视巷道掘进技术的发展，不断的完善和提高，更重要的是对待不同的地方进行具体的分析，这是保证采矿人员安全，促进我国煤炭事业发展的必要途径。由于煤炭的开采工作，一般都是在地下进行，将地下层掏空，以便施工人员可以进去进行工作。这个时候对于煤矿地下层顶层的支护工作就显得格外重要。因为支护技术主要作用是维持起来一个地下空间的顶层，而针对于地下的情况，由于地下水以及地下土的封层情况有时候并不能像地面那样比较好掌握分析，再加上也非常容易受到地质条件的影响，发生塌方等现象，威胁施工人员的生命健康。所以促进支护技术的发展是目前必须重视的问题，根据煤矿开采地区的地质条件，根据当时的地形、岩石发育情况，进行不同的分析，及时的调整支护技术，保证能够安全高效的开展煤炭的采矿工作，提高支护层的安全性和稳定性。因此，支护技术对于有效的支撑起采矿的稳定空间，保障采矿人员的生命健康，促进采矿行业的安全稳定发展来说，具有十分重要的作用，现在的煤炭行业必须重视对巷道掘进和支护技术的发展。

2煤矿采矿工程中巷道掘进和支护技术应用

2.1做好通风防尘工作

煤矿井下开采环境比较封闭，在掘进作业开展过程中会有大量有毒有害气体及粉尘充斥在巷道内部，如果未及时进行处理，当有些气体的浓度超出正常值时，就会引发一系列的安全事故，严重威胁到工作人员的安全。因此，通常在掘进工作面设置局部通风机连续不断地为井下提供新风，确保井下有新鲜的空气，同时还可以排出掘进工作面的一些有害气体，有效降低这些有害气体的浓度，为井下工作人员提供安全的环境，进而确保煤矿掘进工作顺利进行。图1为局部通风机的混合式通风方式。另外，需请专业技术人员进行局部通风机的安装，对安装的位置、风量、风向予以高度重视，同时还需做好日常检修和维护工作，确保通风机能够安全稳定地运行。

2.2做好瓦斯排放工作

在煤矿实际采矿过程中，在操作不当的情况下，可能会出现瓦斯浓度过高的情况，瓦斯浓度一旦超过正常限值，就会使煤矿的安全风险系数增大。因此，在应用巷道掘进支护技术的过程中，需要有效抽放瓦斯，从而将煤矿内的瓦斯浓度控制在允许的范围内。煤矿开采前期，需要相关专业人员详细、充分了解煤矿巷道内是否有瓦斯出现，其浓度是否在合理的范围内，若抽取的方式不合理，会给后续工作的开展带来一定的影响。

2.3道修复支护技术

近几年来，受采动、构造、布置、支护等多种因素影响，某些矿井主巷在掘进、回采时发生了严重变形和损坏，严重影响了矿山生产和管理。岩体结构的复杂性使其呈现出明显的软岩特性和高原应力，尤其是在采动压力、矿柱残余应力、高处应力等多种因素的共同作用下，采准巷道的稳定性显著提高。巷道每年检修５～６次，对煤矿安全生产构成了极大威胁，造成了采煤的接替失调现象。而为了确保正常生产，经常要对大变形巷道开展维修，有效的支护技术包括Ｕ型钢支护、预注浆支护等。Ｕ型钢支护技术在施工中对金属支架伸缩能力的要求很高，围岩发生变形时可以快速进行支护。Ｕ型钢支护方式包含全封闭Ｕ型钢托架、半封闭式Ｕ型钢托架两类。采用Ｕ型钢全封闭支护技术，可以先把Ｕ型钢预加工成若干个圆或椭圆的零件，并采用Ｕ型钢卡子进行支护，该技术充分考虑了岩体受力原理，不仅能抵抗大的竖向地压，还能抵抗大的水平压力，施工简单，拆卸方便，能针对工程的地质特征对来压段进行提前补强和事后泄压，以保证支护长期有效。半封闭式Ｕ型钢支护技术是一种不在底板上进行支护的技术，但竖向的压力造成Ｕ型钢框架失效，影响了支护效果。预注浆支护技术是比较复杂的技术，是在破碎的围岩上预先注入胶结物质，进而对围岩进行改造。在永久支护前，提高其抗地压强度。在围岩注浆加固时，常与其他巷道的支护形式相结合，有效地改善围岩的岩性、应力分布，减少围岩变形，降低了支架所受的外载荷，提高了应力。但根据一些矿井的灌浆、支护技术反馈，认为采用该技术的前提是围岩破裂时出现裂缝。假若巷道围岩为膨胀硅卡岩，灌浆材料则难以进入岩缝。

结语

我国的煤炭采矿工程已经发展到了一个相对完善的程度，随着社会的发展，市场的需要越来越大，采矿工程也越来越完善。但是，仍然还存在着事故频发以及采矿效率较低的问题，这些都导致了采矿工程的效率低下和威胁采矿工人的生命健康。因此，如何高效安全的开展采矿工程依旧是社会关注的中心，而巷道掘进和支护技术正是保证采矿工程顺利高效稳定开展的重要技术手段，对于这两项技术，我国已经有了一定的创新和发展，但仍然需要专家学者对其进行进一步的分析，促进该项技术的改革和更新，从而保证煤矿采矿工程的可持续发展。

参考文献

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