基于巷道支护技术的煤矿井下掘进研究

王　琪/太原理工大学

基于巷道支护技术的煤矿井下掘进研究

王琪/太原理工大学

煤炭作为不可再生资源的一种，不仅在人民群众日常生活中发挥着重要的作用，对于我国经济发展状况也有一定程度的影响。一般情况下，煤矿的开采方式主要分为两种，一种是露天开采，另一种是地下开采，本文主要研究的地下开采，深入分析煤矿井下开采技术，了解巷道支护技术在煤矿井下掘进中的重要作用。

巷道支护技术；煤矿；井下掘进

前言

相比于煤矿的露天开采来说，地下开采的更具有危险性，稍不注意就会造成巨大的人员伤亡，造成无法挽回的后果。为了保证煤矿开采人员的生命安全，就必须要提高巷道支护技术水平，打破传统的巷道支护实施方案，针对煤矿的实际情况进行巷道支护方案的设计，提升巷道支护工艺与手段，确保巷道支护的质量，为煤矿井下开采人员的生命安全提供保障。

一、巷道支护技术的相关概述

（一）巷道支护技术的基本介绍

巷道支护技术是煤矿井下掘进常用的技术手段，一般分为主动支护与被动支护，不管是哪一种支护方式，都具有多元化的特征。被动支护主要就是围岩支护，其中比较常见的被动支护有棚式金属支架支护，使用金属支架对矿井中的围岩进行支撑，确保煤矿开采人员在下井工作的时候不会受到围岩脱落的干扰。但是，这种支护形式并不适宜长期使用，其使用过程中经常会出现各种各样的安全隐患，无法为煤矿开采工人的生命安全提供保障。其他常见的巷道支护技术还有锚杆支护技术[1]。

（二）巷道支护的主要形式

1.型钢支护

型钢支护是采取了钢材的强度高、韧性强的优势，在实际煤矿井下掘进的时候能够表现出抗压、抗拉等不同的性能。一般情况下，煤矿巷道支架需要承受来自两个方向的作用力，分别是横向荷载、纵向推动力，如果巷道支架不能够承受这两个方向的荷载力，就会造成巷道支架的不稳定，使巷道支护失去其本来的效果。型钢支护能够承受的负荷比较强，及时面临比较大的横向荷载与纵向推动力，也能够抵抗住压力带来的影响，确保巷道支护的正常使用。

2.预留煤柱支护

预留煤柱支护是一种巷道支护技术中比较传统的一种，分为上区段与下区段两个方向进行预留，一般情况下，会将上区段作为运输平巷，将下区段作为回风平巷。不管是上区段还是下区段，都要预留出一定宽度的煤柱，确保回风平巷能够准确的避开支撑压力的峰值，防止支撑压力将下区段压倒，造成不必要的人员伤亡。从技术层面的角度来看，预留煤柱支护技术的可操作性比较强，不需要非常繁琐的步骤就能够完成，对于煤矿井下的通风、排水等活动也有着积极的影响，是一种比较实用的巷道支护方式。但是，在预留煤柱支护技术的实际使用过程中，会耗费大量的人力、物力、财力，不仅会增加巷道支护技术的成本支出，还会增加对巷道的维护难度[2]。

二、煤矿井下掘进过程中巷道支护存在的问题

从现阶段我国地下煤矿的开采现状来看，巷道支护技术的应用还存在很多的问题，不利于地下煤矿开采的顺利进行。煤矿井下掘进过程中巷道支护存在的问题主要表现在两个方面，一方面是巷道围岩产生变化影响煤矿的开采进度与开采质量，另一方面是巷道围岩遭到破坏，增加了地下煤矿开采过程中的不稳定因素，煤矿开采工作人员的生命安全无法得到保障。巷道围岩具有遇水膨胀的性质，一旦巷道围岩膨胀起来，就会对周围的岩壁造成挤压，导致围岩变形，影响巷道支护效果的发挥，甚至会使巷道支护失去效果，煤矿开采人员在毫无防备的情况下进入没有进行巷道支护的矿井内，稍有不慎就会发生冒顶事故[3]。

三、煤矿井下掘进过程中巷道支护技术的应用策略

（一）完善锚杆支护技术的应用

锚杆支护技术适用于软岩性质的巷道支护，因此，在进行巷道支护之前，首先要明确巷道的材质，如果是软岩性质，就要在第一时间采取锚杆支护技术。软岩性质的巷道与正常巷道存在很大的区别，在进行巷道支护的时候，必须要采用专门的巷道支护方式，根据巷道的之际情况去完善巷道支护技术，大大降低了煤矿施工过程中难度，为地下煤矿开采工作人员的生命财产安全提供了基本保障。另外，还要注意巷道参数的变化，不同时期、不同情况下的巷道参数都是不相同的。

（二）严格遵照巷道支护的规章制度

不管使用哪一种方式进行巷道支护，都要严格遵照巷道支护的规章制度进行，只有这样才能实现巷道支护的目标。煤矿工作人员要积极的对煤矿周围以及内部的环境进行分析，完善与煤矿相关的观测资料，根据观测结果与煤矿的实际地质情况进行分析，选择最佳的巷道支护技术，并且严格按照规章制度进行设计与实施。在巷道支护实施过程中，要明确施工的方式与施工的目标，确保巷道内部的光滑平整，最大限度的发挥巷道支护技术的效果[4]。

（三）合理的使用巷道支护技术手段

根据地下煤矿的地质情况进行巷道支护技术手段的选择，传统的巷道支护形式为预留煤柱，将地下煤矿划分成上区段和下区段，上区段属于运输平巷，下区段属于回风平巷，不管是哪一种划分形式，都要预留出一定宽度的煤柱才能确保巷道支护的正常使用。现代化的巷道支护形式为型钢支护，在韧性、强度上都有很大的提升。由此可见，这两种方式都有各自的优势，面对不同的地下煤矿地质情况，合理的进行巷道支护技术的选择，确保巷道支护技术的效果能够得到充分的发挥。

（四）注意锚网索支护技术的应用

锚索网支护技术能够对锚杆和非锚固岩层间的变形进行有效的控制，对于已经被破坏的岩体进行支撑，确保地下煤矿开采人员在进行工作的时候，不会受到脱落岩体的影响，为他们的生命财产安全提供了基本保障，避免了地下煤矿崩溃、坍塌的现象。由此可见，锚网索支护技术的合理使用在巷道支护中发挥着重要的作用，不仅能够缓解煤矿开采对周围岩层造成的压力，还能够解决巷道煤矿支护进行难度大的问题。另外，锚网索支护技术还能够减少地下煤矿在开采过程中产生的瓦斯，如果不及时对瓦斯进行处理，就会造成瓦斯的积累，不仅会增加巷道维修的工作量，严重的还会造成地下煤矿爆炸的危险。

四、结论

综上分析可知，随着不可再生资源的逐渐减少，给我国煤矿资源的开采造成了很大的危机，地下开采面临着很多挑战，如果不能够妥善解决好地下煤矿开采的问题，不仅会对煤矿开采人员的生命安全造成伤害，还会大大降低我国煤矿产量，阻碍我国国民经济建设的发展。由此可见，对煤矿井下掘进中巷道支护技术的研究是非常必要的，在不影响地下煤矿开采质量的前提下，进行成本的降低，有助于提升煤炭企业的经济效益与社会效益。

[1]李亚辉.化乐煤矿泥化软岩巷道支护及快速掘进技术研究[D].中国矿业大学,2015.

[2]鄢耀.煤矿井下巷道掘进顶板支护研究[J].河南科技,2013,12:35.

[3]杨磊,高远.探析煤矿井下巷道掘进顶板支护[J].河南科技,2013,17:38-39.

[4]麻龙斗.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用研究[J].工业设计,2015,09:111-112.