煤矿掘进支护技术分析

王鑫 周业国

1.贵州省毕节市能源发展技术中心 贵州毕节 551700

2.毕节市地方煤矿勘测设计队 贵州毕节 551700

1 影响支护稳定性因素概述

1.1 施工工艺

在进行巷道掘进施工的过程之中施工工艺对巷道支护的稳定性产生了较大的影响。现阶段，在巷道掘进的过程之中常见的掘进技术是钻爆掘进，这一技术在使用的过程之中具有施工效率高的优点，但是如果在使用这一技术时只关注掘进的速度，未充分的考虑对巷道周边围岩的影响，则可能导致塌方事故的发生，给煤矿的生产带来巨大的损失。在采用钻爆发施工的过程之中应该对火药的使用量和使用位置进行精确的计算，进而保证这两个重要的参量满足相关的技术要求，避免在施工的过程之中对巷道的围岩造成不必要的损伤。

1.2 井下地质环境

煤矿之中巷道所处的地质环境对巷道的顶板也产生了较大的影响。若巷道所处位置地质环境较好，则在进行掘进施工时可以考虑减少巷道内部支护装备的数量，进而有效的降低煤矿生产成本，扩大巷道内部的可利用空间，提升煤矿生产作业的效率。若巷道所处的地质条件较为恶劣，则在进行掘进作业时应根据地质环境的条件采取合理的支护措施进而有效的提升整体的支护质量，保证煤矿生产的安全性。

2 提升顶板支护技术的方案概述

2.1 强化巷道支架的强度

煤矿巷道在初次掘进的过程之中极容易出现变形和位移的现象，在进行掘进施工的过程之中适宜于采用柔性和刚性相结合的支护结构，进而有效的解决巷道存在的变形和位移现象并尽可能的保证巷道内部空间，避免在巷道支护完成之后出现大规模的巷道返修情况。此外，在恶劣地质环境之中掘进时应充分的考虑巷道变形，并给巷道的变形流出足够的余量，以此来尽可能地减小巷道变形带来的负面影响。在掘进巷道之中进行支护时，可以采用泄压的方式，适当降低围岩的内应力，并采用提升支架强度的方式，增强对围岩应力的抵抗效果。

2.2 完善巷道掘进施工的技术准备工作

在进行巷道掘进施工时首先应该对待掘进区域的地质环境进行全面的勘测，进而充分的了解待掘进巷道区域的内应力状况，并根据待掘进巷道区域的应力特点选择适宜的支护方式。在进行巷道掘进之前应该根据相关的勘测情况确定适宜的支护方案，在施工之前制定完善的施工方案。在施工前应该对参与施工的技术人员和工作人员进行全面的培训，确保其全面的了解各项施工内容，能够正确的进行相关的操作。

2.3 普及新工艺与新技术

现阶段随着机械化、自动化以及智能化技术的快速发展，煤矿装备也在快速的向着智能化的方向发展，与此相对应的煤矿巷道掘进和支护技术都引来了巨大的变革。煤矿企业在生产的过程之中应该重视技术发展带来的巨大的影响，在生产的过程之中积极的引入全新的技术设备，并依据新的设备开发出全新的开采工艺，提升掘进的整体效率和支护效果。在巷道掘进的过程之中如果遇到较大的断面层，则可以采用连续掘进的技术进行施工，以此来降低进行顶板支护的施工难度。

2.4 完善管理制度

完善的掘进管理机制非常重要，只有严格执行强制性制度方能确保掘进的安全性及有效性。同时，还需要完善和强化煤矿掘进风险控制制度，加强事后惩处力度，对于违规操作者必须严厉对待，实行惩罚与控制相结合的严格管理，为煤矿掘进支护技术的应用提供良好的管理环境。

3 煤矿巷道顶板支护工艺改进

受地理环境等多方面因素的影响，我国资源储备状况为多煤少油，因此煤炭一直是推动我国经济发展的重要能源，我国对于煤炭的开采有着悠久的历史。建国以来我国建设了大量的矿井，随着技术的不断发展，过去一段时间内建设的矿井从技术上讲较为落后，对此类矿井进行有效的技术升级，将先进的生产技术应用到此类矿井之中，对于提升煤矿的生产效率，保证煤矿的生产安全具有非常重要的意义。在过去一段时间里建设的煤矿为了最大程度地满足安全施工的需要，所设计的支护排距设置为1.5m，一排位于两个钢带之间，实施交替支护，另一排位于垂直距离为1.5m的钢带两端。与原先的支护方案相较，改进后的支护方案中，巷道顶板两肩窝少用了2排锚杆，位于钢带孔中的锚索发挥了锚杆的作用，每一排少用若干锚杆。依据上文所述的方式对掘进巷道的顶板支护方式进行全面的改进之后，每120m巷道在顶板支护的过程之中少使用了70根锚杆。在巷道顶板支护的过程之中通常每打入一根锚杆需要耗时5min，应用这一全新的方式之后，锚杆支护使用的时间大幅度减少，有效的提升了锚杆支护作业的效率。表1为巷道掘进支护优化前后的数据表格。由表1可知，支护方案改进后，锚杆最大轴力降低了2.8%，顶板最大位移量减小了11.62%，顶板塑形变形深度减小了2.7%，由此可知，优化后的支护方案具有更高的支护性能，更能满足当前巷道的使用需求，也使得井下采煤效率得到显著提升（表1）。

表1 掘进支护方案稳定性对比

4 结语

综上所述，随着我国社会经济的快速发展，生产安全成为了社会群众关注的重点，加强掘进巷道之中顶板支护技术的研究对于保证煤矿的安全生产具有非常重要的意义。为此相关的技术人员应该加强学习，总结顶板支护方面已经取得的经验，积极的引入全新的支护技术从而有效的保障煤矿生产安全。有效提高煤矿企业的经济效益，从而推动社会经济稳定发展。