煤矿巷道掘进技术现状及其影响因素

郑臣良

冀中能源峰峰集团新屯矿 河北邯郸 056201

1 煤矿巷道掘进技术现状及其影响因素

1.1 巷道顶底板面临重压

在煤矿巷道掘进期间，巷道顶部顶底板本身会承受着不同方向产生的应力，同时受制于环境和技术条件的限制，顶底板呈现比较大的松散状态，导致整个支护结构完善性和支撑性都较差[1]。如果此时掘进区地质结构非常复杂，巷道底会面临着重压及多方面不均匀受力，导致整体稳定性能降低。

1.2 相关设备影响较大

在大多数煤矿地下巷道掘进期间，会用到大量大功率设备，即使在目前相关设备技术比较科学成熟的情况下，部分煤矿受制于技术条件和科学意识影响，仍然采用老式设备和方法进行掘进作业。而这些设备一个非常大的特点就是作业过程中产生的物理振动很明显，在地质结构复杂的环境下，这些直接或间接产生的振动都容易造成地质结构崩坏，对支护结构产生巨大影响，严重时会造成严重安全事故。

1.3 施工方案缺乏整体把控

在一些煤矿巷道掘进施工时，没有针对具体地质状态进行全面考察，导致没有形成一个具有前瞻性和整体性的掘进施工管理方案。很多时候，在巷道掘进时都是按照大致方向进行施工，在出现相关问题时再进行补救，导致最终完成的工程整体性和安全性都很差。更重要的是，在复杂地质条件下，如果在支护结构搭建方面缺乏综合性，容易导致在后续施工时发现已完成的支护结构支撑状况出现了变化，不得不及时进行补救。

2 煤矿巷道掘进支护形式

2.1 矿用型钢支护

在实际井下巷道掘进支护施工过程中，通常情况下会使用工字钢型型钢。这种型钢本身都具有良好的抗压性能及抗拉性能，巷道支架在实际应用过程中会同时受到横向的载荷和纵向的推力，因此支架必须要在横纵方向上同时满足实际的载荷需求。此外，在实际使用支护型钢的过程中，必须充分考虑其本身的可伸缩性[2]。

2.2 可缩性支架支护

可缩性支架本质上属于金属支架的一种类型，这种支架在实际使用过程中其具体的载荷能力主要指的是在收缩过程中所表现出来的载荷能力。这种载荷能力会受到多种因素的影响，例如支架整体的结构形式、连接件运行状况等都会对支架载荷能力产生影响。对于这种可缩性支架来说，其极限承受力就是整个支架在实际应用过程中的最大承载力。支架在实际应用过程中是否会产生塑性变形，则是判断其承载力极限的主要依据。通常情况下，支架实际的承载力与极限承载力之间会有一定的差距，对这个差距进行观测计算就能够确定可缩性支架的状态，因此，在实际应用过程中，相关人员必须准确判断并计算该差值。随着差值的不断减小，可缩性支架的基本状态越来越好。由此可见，如果能够充分保证极限载荷能力与实际载荷能力数值无限接近，则表示可缩性支架能够保持在良好状态。

3 煤矿巷道掘进技术优化方式与工艺

3.1 机械化的掘进方法

从我国目前的煤炭开采过程中，主要利用的机械性巷道掘进技术，是一种综合机械化的掘进方式，主要是通过锚杆与一些机器设备连成一体化，进行掘进的一种方式，可以提高掘进效率，缩短工作周期。例如，在进行掘进时，普遍采用掘进机，是整个巷道掘进的关键部分，能够有效的发挥功能，满足当前巷道掘进的效率需求。其次，在掘进作业开展的过程中，还使用采煤机，它能有效的对好到开展掘进进行煤炭的挖掘，锚杆钻眼设备的发展主要经历了电动锚杆钻机→爬杆式锚杆钻机→钻车式锚杆钻机→支腿式气动锚杆钻机→机载式液压锚杆钻机;喷浆设备主要有潮式、 湿式喷浆机。耙矸机械的发展经历了人工装岩→耙斗装岩机→侧卸式铲斗装岩机→挖斗装岩机。同时，综合考虑地质条件采购一些宽度的煤层，有效的开采，提升煤炭开采的效率。最后可以采用掘锚一体的掘锚机，把连续采煤作为关键部分，采用悬臂式的挖掘机作为基础，同时，进行作业活动，这是对连续采煤机的一种优化与改进，能够更好的满足掘进工作的需求。

3.2 煤矿巷道掘进工艺流程

在掘进过程中，对机械设备的使用，要确保设备零部件符合掘进标准，例如油缸、同步阀等一些专业的配件，要定时的对零部件进行更换和维修，确保处在一个平衡的状态，定期开展检查工作能够对所存在的风险进行控制。同时，最为关键的是同步阀油液的清洁度保持在使用的标准中，例如当油液的清洁度不符合标准，可能会对掘进设备的精度产生一定的影响，所以，可以在油箱内放置一些小配件[3]。

3.3 掘进技术方面的优化

在进行爆破的过程中要采用光面爆破，这样可以对所需要的炸药进行合理的配置，不会出现资源浪费的现象，同时，在对巷道进行爆破的过程中，可以使的巷道更加整齐，符合施工的要求，除此之外，对于周围岩石的承受与稳定能力，也有一定的提升作用。还要采用光爆锚喷技术，也就是说把光曝与锚喷进行结合的一项技术。在很多煤矿企业中都采用了这种方法进行巷道的掘进，能够提高的工作效率。

3.4 合理组织施工

（1）提高劳动组织。在进行施工组织的方面要采取新的组织方式，例如劳动组织，在传统的巷道掘进中一般采用的是四六制，在这个基础上也进行了一定的改进，采用四班生产插班检修的方式。

（2）优化人员组织要使人员明确他们的主要负责作业，例如，切割、支护等，在一些运输和材料的供给方面，也要配置专门的组别来进行负责，同时在运料的过程中，从的产地运到的煤炭放置地面，也要加强对运料的管理。检修组要加强对设备的检修，包括皮带、管子、电缆等。同时，要制定非常严格的责任制，能将工作细化到每个人上，让每个人都明确自己的责任，能做到在巷道掘进的过程中一次性成功。

4 结语

在煤矿井下巷道掘进作业过程中，支护作业是非常重要的一个环节。只有科学合理地选择支护技术，才能充分保证煤矿井下巷道掘进作业的正常开展。由此可见，对于煤矿掘进作业来说，实井下地质构造越来越复杂，矿山压力越来越大，巷道事故的发生频率也越来越高，因此必须做好煤矿井下巷道掘进的支护工作。