煤矿采矿工程巷道支护技术的应用研究

煤矿采矿工程巷道支护技术的应用研究

朱勇

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摘要：新时期煤矿产业发展下巷道支护技术为井下开采作业提供了有力的条件，针对煤矿作业现场环境还要选择合理的支护技术，以保证开采工作有序进行。文章对常见的巷道支护技术进行分析，探讨煤矿采矿工程巷道支护技术的应用措施。

关键词：煤矿采矿；采矿工程；巷道支护；支护技术

引言

在中国煤矿开采规模不断扩大的新形势下，高强支护技术在煤矿巷道掘进中的应用价值日益显著。与传统的巷道掘进技术有所不同，高强支护技术作为煤矿开采过程中确保井下安全生产的关键技术手段，可以有效提升煤矿巷道的支护效果，控制煤矿巷道掘进中巷道周围岩石的变形量，最大限度地保证煤矿巷道掘进作业的整体效率和质量安全。不过部分煤矿尚未做好高强支护技术的应用，在环境影响和技术选择、应用不当下，稍有不慎就会引发较为严重的安全隐患。因此，有必要对高强支护技术进行研究，满足矿企安全发展需要。

1巷道支护技术的概述

巷道支护是指在煤矿开采过程中，对巷道进行支撑和保护的技术，其目的是为了保证安全地推进工作，防止煤层塌陷或崩裂导致事故发生。巷道支护技术是煤矿安全生产的重要保障措施，也是提高生产效率的关键因素。在煤矿开采过程中，由于地下空间有限，需要通过挖开通道来实现资源的开发利用。但这种方式也带来了一系列的问题，如地面塌陷、地表裂缝、地下水渗漏。因此，为了确保煤矿开采工作的顺利进行，必须采取有效的巷道支护技术，以避免这些问题带来的损失。其中，钢丝绳网格支护是最常用的一种方法。该方法将一根根钢丝绑在一起，形成一个网状结构，然后将其固定在墙体上，从而达到支护的目的；此外，还有其他的支护方法，如锚杆支护、钢筋混凝土支护。不同的支护方法适用于不同类型的巷道和地质条件。因此，选择合适的支护方法对于提升煤矿开采效益至关重要。

2煤矿采矿工程巷道支护技术要点

2.1临时支护技术

临时支护结构就是在巷道掘进施工前，所设置的临时支护形式。为了确保该部分的质量合格，应该做好如下几个方面的控制：一方面，需要选择合适的支护施工材料。不同材料的优缺点不同，满足当前矿产开采需要最为关键。比如，木支架作为临时支护的形式，其重量较小、安装作业方便、加工速度比加快，但是防火性较差，强度也不足。金属支架强度高，拆装都非常的方便，且可以实现反复使用，但是成本很高，因此，选择哪一种支护施工材料，需要从多个方面考虑和分析，保证经济性、安全性等合格。另一方面，做好支护细节方面的工作。临时支护施工应该严格按照施工工序开展进行，加强质量检查，防止使用质量不合格的材料。

2.2喷射混凝土支护技术

喷射混凝土支护属于永久支护技术，可以达到长期支护效果。煤矿开采工程面临较为复杂的掘进环境以及地质构造，部分岩层缺乏良好的稳定性，往往处于失稳状态。在进行煤矿巷道持续掘进时，巷道顶部、侧边位置承受的压力增加，埋下安全隐患，稍有不慎就会发生岩体坍塌和巷道坍塌，带来人员伤亡和经济损失。喷射混凝土支护技术主要是在巷道墙体上均匀喷射混凝土材料，然后进行锚杆的配套安装，集合混凝土和锚杆二者的应用优势，构建稳定性能优异的巷道支护框架。通过合理应用喷射混凝土支护技术，煤矿可以增加巷道的整体强度和承载能力，避免顶板岩层出现分化，降低顶板岩层的离层风险，起到维护、管理巷道顶板的作用。喷射混凝土支护技术应用过程中，需要注意以下技术要点：湿式喷射混凝土技术和水泥裹砂喷射混凝土技术都属于喷射混凝土支护技术范畴，技术优势、适用条件存在差异。煤矿需要结合实际情况，科学选择喷射混凝土支护技术，制定支护方案，明确支护工序，提升煤矿巷道支护效果。合理选择混凝土喷射设备，严格按照技术方案和支护需求进行混凝土喷射，加强对混凝土支护细节的控制，保证喷射混凝土支护质量。

2.3棚式支架支护

棚式支架支护是一种常见的巷道支护方式，由一梁(顶梁)两柱(柱腿)组成，常用于巷道围岩非常破裂不稳定，不宜采纳锚喷支护，而且巷道服务年限不长(8～10年)，砌碹又不合算的梯形断面的巷道。按棚式支架的材料构成，可分为木支架、金属支架和装配式钢筋混凝土支架三种。按巷道断面外形可分为梯形支架和拱形支架等。按支架结构可分为刚性支架和可缩性支架。

2.4注浆支护技术

注浆支护技术是一种通过向巷道围岩中注入浆液，使围岩胶结固化，从而提高围岩稳定性和承载能力的技术，这项技术在煤矿、隧道等地下工程中得到了广泛应用，对保障施工安全和工程质量具有重要意义。注浆支护技术的原理是通过注浆泵将浆液注入围岩的裂隙和空隙中，浆液在围岩中扩散、渗透和固化，形成具有一定强度和稳定性的胶结体，而胶结体能有效地加固围岩，提高其承载能力和稳定性，防止围岩变形和破坏。此外，注浆支护技术适用于围岩稳定性较差、变形量较大的巷道。在煤矿中，由于地下水的作用和采煤活动的影响，巷道围岩往往会出现裂隙和空隙，导致围岩稳定性下降。此时采用注浆支护技术可有效加固围岩，提高其稳定性和承载能力，防止巷道变形和破坏。

3煤矿采矿工程巷道支护技术应用措施

3.1合理筛选高强支护施工材料

要想有效发挥高强支护技术的运用优势，切实保证煤矿巷道的高强支护效果，除了需要科学地设计高强支护方案以外，还应合理筛选高强支护施工材料，并在保证设备型号具有选择合理性的前提下，才能提高支护效果。值得注意的是，在进行煤矿巷道掘进作业的过程中，要落实好检修维护工作，及时处理偏转、裂缝的支护材料，将巷道风险扼杀在萌芽阶段，从而切实保障煤矿巷道作业的安全。

3.2采用信息反馈法进行支护设计

在以往的支护过程中，多采用工程类比法和理论分析法对巷道的支护参数进行设计。在施工时，多按照特定的施工方案进行。然而，这种设计并未考虑真实情况下的支护效果。所以，为了解决这个问题，应该采用信息反馈法对巷道支护进行设计。所谓的“信息反馈法”，就是一种通过收集、分析和利用现场信息，不断调整和优化设计方案的方法。当巷道的变形量大于某个值时，应该提高支护刚度；若在规定值以内，则不用调整。通过这种方式，可以有效地控制巷道的变形。

3.3选择合适的支护方法

要根据不同情况展开合理的支护施工。对于顶板结构相对平整的情况，现场施工时可以应用锚索、锚杆、金属网等连接形成整体，在该基础之下，再在棚顶的部位设置永久性支护措施，并按照技术规范进行喷浆施工，从而达到支护的标准和要求。煤矿掘进的环节，软岩地质条件比较普遍，也容易发生顶板碎裂的情况，结构强度无法满足要求。对于这些情况来说，在顶板部位上注射催化剂与马力散共同组合形成的液体，通过撞楔的方法实现超前支护，促进顶棚结构强度符合要求。此外，现场施工中断层的结构条件比较普遍，这种地质条件应落实支护工作的处理，从而使得断层碎石符合稳定性标准。首先应用合理的措施减小围岩变形发生率，目前主要是在巷道内设置工字钢棚的方式处理，从而实现结构的固定处理，以达到结构稳定性效果，实现永久性加固处理。

结语

综上所述，煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术措施是确保煤矿安全生产的重要环节。需要采取一系列技术措施，综合考虑地应力影响因素，选择合理的支护技术，优化支护设计和支护材料的选择，为煤矿高效安全开采奠定基础，推动我国煤矿产业良性发展。

参考文献

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