破碎煤层巷道掘进及支护技术研究

赵仕朝

【摘 要】某煤矿的煤层巷道属于破碎型，如果施工中运用传统的掘进与支护技术很难达到良好的支护效果，掘进速度与掘进的安全性也得不到保障，这种情况下，需要技术人员结合具体的破碎煤层巷道进行分析，并采用短掘短支护技术开展超前支护，同时，对支护的架构进行优化和完善，实时的进行巷道顶板的压力监测，以此证明改进支护后的支护效果良好，满足掘进支护的工程要求，方便后续破碎煤层巷道的掘进与支护工作的顺利开展。

【关键词】破碎煤层;巷道掘进;支护技术

前言：

近些年来，我国煤矿开采行业发展迅速，很多开采技术被研发出来，并得到了广泛的应用，而煤矿开采的深度也越来越深[1-2]，深部煤矿开采工作面临着严峻的挑战，由于地质条件复杂，很多岩层结构的稳定性较差，由于地压过大，使巷道发生了变形和断裂，给煤矿采矿工作带来了很大的难度[3]，同时，潜藏着很大的安全风险，目前所应用的深部采矿技术还不能很好的应对深部复杂的采矿环境，本文结合深部煤矿破碎巷道的掘进与支护技术进行分析，例如：短掘段支、机载超前支护和锚网支护技术等等。

1破碎煤层巷道概况

某煤矿巷道相关参数见表1：

以上是某煤矿的基本巷道参数，巷道中的部分区域为复合顶板，厚度在0.5-1m之间，另外，顶板的岩石性质属于泥岩，整体结构不稳定，容易破碎和垮落，在具体的施工中，还检测出较大的巷道压力，巷道出现了明显的变形，对掘进施工影响很大。

2掘进与支护的难度

2.1掘进中的难度

利用綜掘机进行巷道的掘进，循环的进尺长度为1600m，每个循环中有两次进刀.另外，由于煤层的深度很大，在煤矿掘进中，会产生一定的矿压变化，容易导致顶板坍塌和离层，在掘进机进行割煤环节，也容易造成顶板巷道岩块脱落，最终出现了巷道顶板不平整，围岩的质地松软也会出现片帮的问题，目前掘进施工的效率不高，日进尺量有限，所以导致巷道成型存在困难。

2.2临时与永久支护

单体液压临时支护技术应用较为普遍，但是此技术无法应对破碎煤层带来的压力变化，另外，此煤矿采空区域的压力变化波动较大，采用临时支护很容易出现破碎和离层问题，不利于煤矿安全施工。

巷道顶板属于泥岩类型，自身的稳定性很差，在短时间内容易出现离层和破碎的风险，利用伪顶支护技术，存在重复和局部伪顶垮落的问题，所以，采用高效的支护手段是确保煤矿开采顺利进行的前提基础.现有的支护方法无法很好的解决顶板离层和巷道偏移的问题，需要进行二次支护才能保障掘进施工继续进行。

3破碎煤层巷道掘进及支护技术分析

3.1短掘短支与超前支护技术分析

结合某煤矿的深部煤层，采用掘进机进行割煤与自动装煤，但是在实际的掘进施工中，由于煤层顶板压力处在不断的变化中，很容易出现破碎和冒顶的问题，基于这种情况，采取短掘短支的模式，缩小循环进尺长度，在割煤过程中，保障两侧有足够的余量空间，有利于维持两帮的稳定性，配合人工风镐操作，有利于促进巷道成型.当巷道成型以后，需要配备输送设备和胶带输送机进行运煤工作。

在具体的掘进施工中，不论选择何种掘进方式都存在支护不及时与控顶距较大的问题，利用以上的掘进方式也不可避免经常出现片帮和冒顶的问题，因此，需要对煤层巷道进行超前支护，此支护方案主要与两个方面：

首先，在截割部位安装顶梁架和主架，对两者进行有效的链接和控制，在掘进中如果需要进行临时支护，应该打开液压泵向液压支架中注入高压液，注入完毕将钢带和网片在顶梁架中线位置进行安置，利用磁铁装置进行固定，采煤机操作人员通过控制手柄，使顶梁架与主架由组合状态调至分离状态，结合顶板的具体情况，将支架放置合适的位置。

其次，技术人员对顶梁架与主架的液控手柄进行调节，保持巷道中线与顶板位置重合，对网片和钢带进行压实，固定于顶板之上，同时，对巷道顶板插入锚杆，降低主架至最低程度，再折合主架与顶梁架，当顶梁架完全横置到掘进设备上，再进行启动，保障掘进设备顺利开展下一环节的作业。

3.2锚网锁支护技术

技术人员结合本矿区的巷道具体情况，利用锚网锁支护技术，此技术是煤矿巷道的主要支护技术之一，应用范围很广。技术应用过程中，需要对方案的相关参数进行确定。

进行锚杆长度选择时，需要以煤壁的破坏程度和顶板的破坏范围作为参考，锚杆的长度应该满足支护的要求，确保支护围岩的稳定性，另外，利用锚索支护技术可以提高巷道的稳定性，降低应力集中问题，避免围岩变形。

4掘进与支护效果分析

以上对短掘短支工艺进行应用分析，结合某煤矿破碎巷道掘进与支护的应用，使煤矿巷道的稳定性和巷道的整体质量都得到了很大的提升，降低了片帮出现冒顶的问题，大大提升了巷道施工的效果。利用掘进机设备对巷道进行主动支护，对原有的不稳定临时支护进行了强化，提升了巷道围岩的稳定性，为工作人员安全施工提供了保障，避免安全事故发生造成人员伤亡，影响煤矿企业的稳定和快速发展。

结论：

本文结合某煤矿实例，对破碎煤层巷道掘进与支护技术的相关问题进行了分析，在巷道顶板破碎的环境下，利用短掘短支技术，借助掘进机设备对临时支护进行改变，变为主动支护与超前支护，提高了巷道支护的作用和效果，保障巷道掘进环节的安全和稳定。

参考文献：

[1]王国柱.破碎煤层巷道掘进及支护技术研究[J].机械管理开发，2018，33（12）：160-162.

[2]申继伟，琚红波.松软破碎煤层巷道掘进和支护施工技术研究[J].煤，2017，26（05）：38-39.

[3]刘志炜.浅析松软破碎煤层巷道掘进和支护施工技术[J].技术与市场，2015，22（09）：104-106.

（作者单位：贵州省盘州市能源生产技术羊场指导站）