煤矿井下采煤过程中大断面巷道支护技术研究

煤矿井下采煤过程中大断面巷道支护技术研究

张建明

内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇寸草塔二矿  内蒙古鄂尔多斯市  017209

摘要：在煤矿井下采煤过程中，大断面巷道支护技术是非常重要的一环，在实际作业期间，会受到地质环境以及施工技术等因素的影响，并且随着巷道宽度的增大，顶板承载载荷将不断增大，顶底板容易发生剪切破坏，两帮发生拉伸破坏，并且顶底板变形量的增大会导致巷道两帮变形量的增大，导致片帮等现象出现，巷道稳定性降低，巷道承载围岩逐步向深处转移。所以，煤矿企业必须对大断面巷道支护技术进行全面关注，针对施工期间存在的问题，企业还要积极采取有效措施将其解决，只有这样，煤矿的开采作业才能更加高效、稳定的进行。

关键词：煤矿井下；采煤；大断面；巷道支护技术

引言:

  新时期时代背景下，煤矿行业处于竞争激烈的市场环境中，若想资源可持续发展，则应该采取先进的煤矿挖机技术，运用创新性的煤矿掘进技术，创造更多的煤产量。但是，煤矿企业也应该注重大断面巷道支护技术的安全问题，完善掘进支护各个流程，消除其中存在的安全隐患，提高煤矿作业的整体安全性能。同时，煤矿企业应该高度重视巷道支护中存在的一些弊端，加强解决，进一步促进煤矿企业的长远发展，为社会提供充足的能源。

1煤矿巷道支护技术原理

  目前，我国在开展矿井巷道支护施工的过程中，巷道支护技术已变成了最常使用的一种支护方式。在该技术的作用下，矿井的生产率大幅度提高，在施工期间也要使围岩获得一定压力，巷道的支护质量和锚杆支护的刚度有着直接的联系。预应力的稳定是确保施工顺利开展的前提，在施工作业中企业必须依据巷道围岩的实际状况进行。在较高预应力的影响下，企业还要保证围岩的强度不会受到影响。而锚杆预应力的扩散对支护效果有着极大影响，并且一根锚杆的预应力很小，作业人员需将其与钢带、金属网等构件结合使用，在这些构件的作用下，锚杆的预应力也能大范围扩散，所以在预应力支护施工期间，作业人员必须要使用这些金属构件。

2煤矿井下采煤过程中存在的问题

2.1煤矿巷道缺乏实际改良

  煤矿开采工作中，有关巷道的参数需求会随着社会建设而发生改变，比如说，在大小以及宽度上，都要根据现场的矿物质分布以及土质标准进行调整，选用符合要求的开采技术，以机械化手段为主，从而来提高整个工程的施工效率。一般来讲，相关人员在巷道宽度的设计中，会考虑到所选用机械设备的大小、开采面积以及效率，并完成巷道数据的调整，就目前来看，由于我国所选用的掘进支护手段较为落后，无论是设备还是技术上都存在一定的不足，这就使得煤矿巷道的尺度变化很容易会受到外在因素的限制与影响，开采工具的作用难以得到提升，对于煤矿企业自身的发展也会产生阻碍。究其原因，是因为巷道的设计形式单一化特性明显，整个发展空间相对狭小，能够利用的断面区域较小，效率不足，以至于设备的运行质量受到影响。同时，煤矿巷道本身的推进模式大多是由浅入深，循序渐进，在这一过程中，掘进深度的数值延伸，也会使得传统的通风系统与运输系统无法达到预期效果，所面临的社会要求也会随之提升，这就需要企业及时进行支护模式的调整，改变简单形式的影响，进而来达到预期的巷道建设目的。开采煤矿资源时，煤矿巷道是起到关键作用的输送通道，一方面它能够将煤矿运输到地面，另一方面巷道也是煤矿工人开展工作的重要环境。然而，在实际工作过程中，大多数企业在开采煤矿过程中往往缺少对煤矿巷道的关注和重视，在巷道建设中采取一些旧的基础设施和模式。原因在于，巷道建设需要运用过多的成本，企业想要保证更多的产值，便忽略了安全方面的投入，导致巷道建设难以满足安全需求，没有更新现代化机械设备的开采条件，甚至难以提升掘进开采效率，煤矿开采作业条件较差。

2.2安全施工技术匮乏

  由于巷道围岩结构较为复杂，且不具备良好的稳定性，这在一定程度上为巷道的掘进与支护作业带来了极大的难度。在巷道掘进期间，位置与形态很容易发生变化，这也会使巷道受到严重的损坏，特别是在软岩层区域更易出现这些问题。在巷道掘进作业期间，若使用的技术工艺不合理且缺乏安全性施工技术，施工的实际要求便无法得到满足，受此影响，施工的安全性也得不到保障。除此之外，地下水对煤矿巷道的掘进施工有着极大的影响，煤矿岩体在遇水后会增加巷道的压力，还会导致岩体膨胀问题发生，这些情况也会对支护的结构产生严重的影响。

3煤矿井下采煤过程中大断面巷道支护技术的优化策略

3.1合理发挥混凝土支护作用，加强煤矿掘进的稳定性

   一是控制好混凝土喷射的质量，调节喷射距离。喷射厚度满足不同的施工地质条件，所以要拓宽喷射的范围。二是控制好喷射的厚度，可以运用临时锚杆，按照不同的层次进行喷射。通常首次喷射时，要控制好厚度，结合具体的实际情况增加喷射的厚度，保证喷射质量安全合格。同时，应该按照不同的情况设置好钢丝网防锈防腐，加强钢丝网的支护稳定性。

3.2加强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。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。

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。

结束语:

  现代化矿井生产已经步入综采、综掘时代，同时已经有必要的设备和先进的技术做支撑。与此同时，在当前高强度煤炭开采作业的推动下，工作面对大型设备的需求越来越高，这就对巷道的掘进力度也提出了更高的要求。因此，如何对大断面巷道实现快速掘进并保证后续的生产尤为重要。本文重点在对大断面巷道进行高效支护的基础上，对其必要的掘进工艺进行优化，以保证掘进效率和巷道的成型质量。

参考文献

[1]刘健，刘泽功，石必明.低透气性突出煤层巷道快速掘进的试验研究[J].煤炭学报，2007，32（8）：827-831.

[2]王旭锋，张东升，邵鹏，等.深部软岩锚喷支护巷道快速掘进技术[J].采矿与安全工程学报，2011（3）：415-419.

[3]任勇杰，王庆伟，冯刚.全岩锚喷巷道快速掘进施工工艺探讨[J].煤炭科学技术，2014（1）：4-6.

[4]辛国安.中深孔爆破在新集一矿硬岩大断面巷道快速掘进中的应用[J].煤矿开采，2014，19（2）：73.

[5]严石，陈建本．复杂条件下巷道围岩控制机理及支护技术[J].煤矿安全，2013，44（3）：71-74．