煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究

易世麒

（贵州雄兴矿业有限责任公司火烧铺煤矿雄兴井区，贵州 六盘水 553539）

一、煤矿开采存在的不利因素

现阶段，我国煤矿地质条件相对复杂，技术人员在开采过程中，应充分考虑地质条件等影响因素，并针对这些影响因素采取相应的支护技术，为煤矿开采的安全提供保障，实现煤矿生产的有效进行。

通常情况下，在煤矿开采过程中，受地质条件的影响，井巷周围的围岩比较松散，极易出现破碎现象。受地下水的侵蚀作用，会造成巷道软化问题，破坏围岩的结构层，为煤矿巷道支护施工增加了一定的难度。在巷道挖掘过程中，若围岩强度较弱，极易影响巷道的稳定性，且在煤矿断层开采过程中，极易出现地质变化，影响岩层的稳定性。同时，巷道支护柱结构也会对煤矿开采的安全性带来不利影响，如开放型结构会在压力作用下，出现压力集中问题，影响煤矿开采的安全。

二、煤矿巷道掘进施工存在的问题

（一）掘进施工工艺不合理

我国煤矿行业在发展的过程中，积累了大量的煤矿巷道掘进施工的经验，钻爆法是目前主要的掘进方法，效率较低，对岩体的影响也较大。巷道支护主要采用锚喷支护的方法，支护虽然有效单施工质量较低。在采用钻爆法进行巷道掘进的过程中，如果药量没有合理控制，或位置不当，往往会早晨巷道的支护效果大大降低，而这也正是钻爆法应用的难点。

（二）地质构造异常复杂

地形因素对煤矿巷道掘进施工的影响是不容忽视的，通常会采用成熟的顶板支护技术，同时也要结合实际情况进行适当变化。煤矿周围的地貌种类多变，一些地点的地质条件较为稳定，此处开展支护工作和掘进施工，就可以适当加快进度。而在一些地质条件较为复杂、疏松的地点，就需要控制掘进的速度，并加大巷道的支护力度。

（三）安全支护技术不足

水体对煤矿巷道围岩岩体的影响也应予以考虑，岩体具有变形性、复杂性，一些煤层更是具有稳定性和可靠性差等特点，这也极大地加大了掘进工作和支护工作的难度。在巷道掘进工程中，由于外在膨胀力的存在，巷道的位移和变形现象时常出现，而这种情况一旦严重就可能损坏煤矿巷道，在一些岩层较为松软的巷道更是尤为明显。另外一方面，巷道掘进的速度如果过慢，或者没有做好安全防护工作，就可能影响施工进度目标的完成。

三、煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用

（一）锚杆支护技术

锚杆支护技术是一种常用的支护技术，主要适用于软岩巷道中。应用此技术，可改善巷道结构，以达到提升煤炭产量与效益的目的。锚杆支护技术是利用锚杆托板、锚固剂等来发挥其支护作用。在锚杆支护技术体系中，锚杆是重要构件。施工时，施工者需利用扭矩螺母让巷道表面与锚杆托板产生挤压，对围岩应力状态予以改善，从而防止围岩裂开。煤矿井下巷道掘进与支护前，施工者必须了解软岩的基本性质，从而有目的性地改进与优化支护技术，降低技术在应用时的困难度。运用该项技术能有效增加巷道掘进量，确保煤矿巷道安全。在实际工作中，应确定巷道相关参数，但由于巷道参数是始终变化的，这就需要施工者密切关注巷道参数的变化情况，这是提升巷道掘进与支护质量的关键途径。

（二）锚网索支护技术

锚网索支护技术的应用，能对锚杆与非锚固岩层变形进行控制，还可支撑已破碎的岩体，可见，锚网索支护技术可处理无法支护、地压大等难题。同时，使用该项技术，还能大大减少瓦斯积聚量，有效降低巷道故障与安全事故的发生率，大大减轻巷道维修负担。

（三）支护体与围岩相结合

和上述几项支护技术相比，在薄弱环节采用支护体与围岩相结合的方式是最优模式。应用该模式，能将围岩自身的承载性能发挥到极致，此时，围岩支护能力为最大，支护体受力为最小。该措施的执行方案为：巷道开挖完毕后，施工者应先对巷道围岩实施锚网支护，而后借助巷道底板来观察顶、帮围岩变化情况，设定最佳时间点，当发现围岩变形量增大时可利用预应力锚索补强支护，以提升围岩的整体组合质量。应用此种支护方案，能让围岩自身的承载性能发挥到最大，也充分凸显了刚性锚杆支护的实际性能。

四、提高支护质量的应对措施

（一）加强支护安全管理

为了提高巷道支护技术的实际应用水平，首先需要煤矿企业的相关管理人员认识到煤矿顶板管理工作的重要性，将监管责任落实到各个部门和各个负责人，每个单位需要有专业的技术人员提供技术支持，企业需要建立健全相关规章制度，保障管理工作的有序进行。同时，需要加强矿井地质的勘探工作和矿井压力的观测工作，采用建立数学模型等方法掌握地质和矿压规律，从而科学地进行巷道顶板的支护结构设计。对于安装好的支护设备，需要定期检查，一旦发现失效的支护架，需要及时更换，支护架在材料方面需要符合相关规定要求。另外，还需要加强对作业人员的教育培训，使空顶作业更严谨。

（二）选择合理的支护形式

在进行顶板支护的设计之前，需要相关设计人员充分的了解矿井内部的地质条件，选择科学合理的支护设计方案，避免由于设计问题造成支护架失效。根据顶板的实际情况进行支护结构的设计，一般建议采用多元支护技术进行巷道支护。对于较为平整的巷道顶板，可以采用永久支护，保障支护稳定性，降低破碎程度；而对于较为破碎的巷道或软岩巷道，则需在超前支护稳定后进一步实施永久支护，提高稳定性，确保作业安全。

结语：综上所述，掘进支护技术是煤矿开采过程中的关键技术，尤其是在复杂地质条件下，需要做到确保安全性的同时实现掘进速度的提升。因此，相关人员需要做好地质勘测工作，并结合井下巷道的实况，选用科学有效的支护技术方案，以提高煤矿井下巷道掘进的顺利进行，并提高掘进施工的安全性，保障人员安全，提高采矿效率，为企业创造更多的生产效益。