关于煤矿巷道掘进施工与支护技术的探讨

陈江平

【摘要】提高煤矿巷道掘进施工与支护技术能保证煤矿的安全生产，提高煤矿施工质量，促进煤矿事业的发展。此文主要是简单阐述掘进施工，同时对支护技术进行相关探讨，并提出相应的解决措施。

【关键词】煤矿；巷道掘进；支护技术

1、前言

在煤矿建设以及生产中，通常采用一定的方法和措施将岩体和煤体进行破碎，从而形成一定的巷道空间，然后对其进行相应的支护工作，这种方法被称为掘进施工。对地下巷道进行有计划的挖掘工作，可以充分的对煤炭资源进行开发，在进行掘进施工时合理的进行施工，可以最大程度地保障巷道安全，加快工程施工进度。随着技术的进步，煤矿开采深度不断加深，地质条件越加复杂，加大了巷道支护工作，同时锚技术也被广泛的应用于煤矿巷道中。

2、煤矿巷道掘进施工技术

通常对煤矿巷道进行掘进施工采用的是钻眼爆破法，而进行钻眼爆破法的时候需要同时使用到几台煤电钻，因此在具体施工过程中，施工技术和施工组织重点考虑的是炮眼的深度，而炮眼到炮眼之间的距离首先要充分考虑到煤层的实际强度，所以施工人员在对炮眼进行布置工作过程中，需要遵循一定的基本原则。此基本原则同岩巷相似，一般来说，在对煤进行掏槽工作时候，我们要考虑到煤的相关特征，根据它的特征来决定采取的是哪一种掏槽方式，我们知道煤的最主要特征是软，所以目前在对煤进行掏槽工作时，采用的是单向掏槽的方式。但是在遇到较深程度的炮眼时，不能采用单向掏槽的方式，因为较深炮眼的断面相对来说比较小，目前采用的主要是复合式掏槽方式。另外如果存在软煤夹层的话，施工人员要在软煤夹层布置掏槽，一般情况下掏槽眼会有2到3个，并且它的倾斜角度在60度和90度之间，但是如果炮眼断面很狭小的话，就不需要再设置辅助眼了。

煤矿巷道掘进机具有高效率以及安全等优点，因此被广泛用于破煤和装煤的作业中。我国目前主要是采用煤矿巷道掘进机对煤矿巷道进行施工的，在进行破煤以及装煤的过程中，利用煤矿巷道掘进机及相适应的运输设备，形成一套流水作业模式，这种方法可以克服传统煤矿巷道施工工程进度慢的问题，很大程度上提高了煤矿的生产效率。而与掘进机相比，连续采煤机的结构则显得比较特别，它的宽度比较大，一般主要采用的是横轴的切割方式，同时运用连续采煤机能够一次性把巷道挖出三米宽的长度，连续采煤机在国际中运用比较广泛，是用来采煤的主要机械设备。连续采煤机结合了掘进和回采工序，在施工作业中具有非常大的优势，比如它的投入资金比较小，但是经济收益非常高。连续采煤机的工作效率非常高，在很大程度上能够缩短矿井建设时间，提高煤矿生产速度，节省时间以及成本，创造出更高的经济效益。但是连续采煤机的整套设备重量太大，不能进行拆解搬运，因此它要下井进行工作就显得比较困难，一定程度上制约了煤矿的生产力。

3、关于锚支护技术的基本原理

锚支护技术最重要的一个作用是能够对锚固区围岩的离层以及裂纹变形进行一定的控制，因此在进行支护工作中，锚支护技术能够保持锚固区的围岩受到一定的压力，在很大程度上减少了对围岩的拉伸，最大的保持锚固区围岩的完整程度，避免了围岩变形以及遭到严重的破坏，使围岩保有很高的稳定性。在支护工作中，锚支护体系的刚度极为重要，因为锚支护技术的决定性因素是预应力的固定，预应力的固定需要根据煤矿巷道的实际围岩条件，最终保证围岩能够在高预应力的作用下，依然具有比较高的围岩强度。另外，锚支护预应力的扩散也能在一定程度上影响到锚支护技术效果，一般来说，锚杆的预应力范围是比较狭小的，因此在煤矿施工具体应用中一定要使用到托板、金属带以及钢带等辅助构件，利用辅助的构件能把预应力分散到更远的地方，所以辅助构件在预应力支护体系中至關重要。

4、支护体系的现状问题

目前在支护体系中出现的主要有三大问题，

第一，巷道布置的岩层不够合理，在施工过程中受采动的影响比较大，容易使巷道变形，并且在初次采动中巷道变形最明显。

第二，前面提到对煤矿巷道进行掘进施工采用的是钻眼爆破，这一种爆破方式对围岩有很大的破坏力，可以直接破坏围岩的全部结构，降低围岩的强度。

第三、在锚技术支护工作中，主要使用的是锚喷支护、锚带网联合支护以及锚索支护等方式，这种单一的支护巷道破坏率比联合支护巷道破获率更高。

5、对支护体统存在问题提出的对策

5.1选择合适的巷道层位以及位置

巷道布置一定要避开构造集中应力，利用集中应力和煤柱集中力的影响，选择比较稳定的岩石。主皮带斜巷布置要和砂岩层位保持一致性，并且要交错着布置，同时区段运输线起码要布置岩石集中巷。

5.2改进锚支护技术

传统采用的锚支护形式以及支护工艺已经不适合目前巷道的地质构造，比较难满足安全生产的需要，因此改进锚支护技术以及优化支护结构至关重要。例如可以采用全螺纹钢等强锚杆、网以及混凝土组合的形式，全螺纹钢等强锚杆使用的是树脂药卷锚固，根据围岩的特性可以采取加长锚或者全锚两种锚固方式，再用金属网以及外圆形铸铁托盘辅助，最后在使用喷锚喷和锚网喷施施工工艺，在很大程度上提高了支护效果。

5.3选择合理的支护参数

相关的地质专家对我国煤矿巷道围岩的强度、结构以及破坏的范围进行了相关测试，准确得知了巷道围岩受压力情况以及主应力的大小，在此基础上地质专家对地质情况做出了评估，预测了断层位置、断裂规律以及节理裂缝的所有分布情况，为相关工作人员选择合理的支护参数提供了准确信息。相关工作人员可以根据地质资料、地质评估以及理论分析，正确的选用设计锚支护材料以及支护参数，为方便也可以采用计算机模拟来确定支护的形式和参数。在初步确定了支护形式和参数后，还要进一步检测支护的压力和围岩的位移情况，确定初步得出的支护形式以及参数是否合理，在此基础上仍需要根据实际施工现场，进一步调整改正不合理的参数，使支护设计达到最优。

6、总结

煤矿巷道掘进施工与锚支护技术被世界各国广泛应用于煤矿产业中，掘进机与支护技术的应用，在很大程度上缩短了矿井建设时间，不仅能避免时间上的浪费，又能减少资金上的投入，降低了成本，进一步提高煤的出产速度，提高煤矿的生产效率，虽然在实际应用中仍存在着许多不成熟的地方，但是只要相关人员客观对待，并且采取相应的措施加以应对，就能促进煤矿事业的进一步发展。

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