煤矿巷道掘进施工与支护技术探讨

张军帅

摘要：随着我国经济的快速增长，社会各界对于煤矿采煤工作的关注度也在不断增加。在采煤作业中，煤矿巷道掘进施工的安全性是最为重要的内容，它不仅影响着煤矿企业的经济增长，还是工作人员生命健康的重要保障。基于此，下文将对煤矿巷道掘进施工进行全方位的探讨，并对一系列的支护技术展开详细的分析，希望能够促进我国煤矿事业的进一步发展。

关键词：煤矿巷道;掘进施工;支护技术

1 巷道掘进中支护工艺研究意义

对于煤炭资源的开采工作来讲，我国特意在煤炭安全生产方面出台了相应政策。当掘进设备不断向前移动时，对煤矿巷道的顶板与围岩进行强化稳固是必不可少的，必须通过相关技术和设施加以支护。但是，如果在支护煤矿顶板与围岩的过程中，掘进活动与支护工作同时进行，就会降低煤炭开采的效率，导致成本大幅提升。因此，想要提高煤炭开采效率，提升煤炭开采量，对支护模式进行优化和创新是必不可少的。在支护模式、支护工艺与支护设备上的优化和完善，不仅可以充分降低支护工作上占用的时间，降低施工人员的劳动强度和劳动量，强化支护工作的有效性，更能够充分确保施工人员的人身安全。此外，对于巷道掘进期间支护工艺进行分析与研究，不仅可以为巷道掘进中支护活动的探究提供参考信息，还可充分强化煤矿开采的效率与安全性。

2 巷道掘进施工与支护技术的实际应用

2.1 吊环式前探梁技术

临时支护工作的重要意义就在于永久支护工程完善前，能够确保施工人员的生命安全得到保障，并减少因为塌方带来的各种问题。而在岩巷施工的过程中，由于顶板容易造成碎裂，存在安全隐患，我们必须予以高度重视，切实加强岩巷的临时支护工作。在工程掘进之后，应当在第一时间把前探梁移到掌子面，并且按照不同的位置要求打入超前锚杆卡环，最后将卡排进行拆卸，从而进行永久性防护。另外需要注意的是，在做这些工程的过程中一定要及时关注锚杆出现老化失效等问题，注意不可以在上面进行吊挂卡环，不能出现空洞的现象。还有就是施工人员一定要记得佩戴安全防护设备，如安全帽、安全绳等，以此保证施工人员的安全。

2.2 掘锚一体化技术

掘锚一体化是未来巷道掘进技术发展的趋势，而掘锚一体化的关键设备就是掘锚机组，掘锚机组的功能强大，它不仅能以极快的速度运行在巷道中，对煤层进行准确的切割，而且设备自身设有装载运输装置，还有钻锚系统功能，从而实现对煤矿厚煤层的加速采掘，还能起到安全支护的作用。而掘锚机组的运行只需要一名负责遥控设备的司机和两名锚杆设备的司机就足够，使得煤矿掘进和锚杆和支护的作用能够共同进行，即利用遥控器对掘锚机进行控制，利用锚杆对支护的整个过程进行指引。它使煤矿掘进机械和锚杆支护紧密结合，从而使煤矿掘进的自动化平行作业能够顺利进行，以达到加快煤矿掘进和对厚煤层进行切割的目的，还达成了对顶板和煤矿的支护作用。岩巷高效采掘技術在实际当中的使用：岩巷掘进技术施工当中最主要的掘进方法就是钻爆工艺，它与凿岩机、装岩机、装载设备相配合，选择更适合的爆破技术，从而以提高煤矿掘进效率，在重要的煤矿区内通过岩巷机械化方式，并运用机械化的配套设施进行整体的掘进操作，以最快速度完成全部操作。

2.3 综合机械化掘进方式

在煤矿开采期间，大部分公司均是采用综合机械掘进模式来掘进煤矿巷道。这一掘进模式具有较高的复杂性，需要耗费大量时间，通过多种采掘设备和仪器来开展掘进工作。比如会同时用到悬臂式掘进机、连续采煤机和锚杆机等多种设备。但悬臂式掘进机与连续采煤机比较来讲，前者在使用上需要投放大量资金，并且无法保证煤矿采掘活动开展的稳定性，因此，大部分煤矿公司更愿意使用连续采煤机。虽说悬臂式掘进机的运行成效与使用成本不甚理想，但是却具有无可替代的优势，也就是其能够同时对煤矿巷道与梯形两种形状不同的断面进行掘进施工。

3 巷道掘进施工中存在的问题

3.1 进行掘进的施工工艺不科学

我国煤矿行业经历了多年的发展，在很多工作方面都积累了大量的经验，尤其是在煤矿巷道掘进施工过程中，就更需要有关人员拥有一定的工作经验，才能很好的保障掘进施工工作顺利开展，在实际的过程中有关人员对该施工认识并不是特别的全面，在一些施工的手段方面掌握也并不是特别的好，并不能寻找合适的施工方案。像钻爆法是现代施工的主要施工方法，但是它也会存在着一定的缺点，它的工作效率比较低，同时还会对岩体自身产生较大的影响。

除此之外，进行巷道支护时，通常会运用锚喷支护的方法，但是这种方法也会存在施工质量和效率难以保证的问题。利用钻爆法进行巷道掘进的时候，如果对药量以及施工的位置控制不当的话，就会导致整个巷道的质量受到极大的影响，这也是现在使用钻爆法主要思考的方向。

3.2 地质构造比较复杂

在进行煤矿巷道的掘进和支护过程中，地质的因素也会对施工过程产生一定的影响。通常情况下会运用到顶板支护的技术，但是实际的施工手段和方法需要有关人员根据实际的情况进行相应的调整，从而更好的适应复杂的地形和地貌。为了更好的减少复杂地形地貌，对于整个施工的影响，在进行地点选择的时候，应该选择一些较为平整完整的区域。在实际施工过程中，也要适当的加快施工的速度，这样可以避免一些意外情况的发生来影响了整个施工的正常进行。像一些地质结构比较疏松的地方，这种区域就需要控制好施工的速度，并且还需要不断的加强对巷道的支护力度。

3.3 支护技术缺乏合理性

一些煤矿企业在施工过程中，过度重视经济效益、为了节约生产成本，在进行掘进巷道支护工作时，采用的支护材料不能达到安全要求，例如，不同的煤层属性和硬度不同，对支护材料的要求也各不相同，对于石炭二叠纪煤层这样松软、断层结构又多的煤层，需要加强支护材料的质量，因此需要施工单位在进行巷道支护时根据实际情况进行支护材料的选择，确保支护工作的有效性和安全性。支护工作要遵循设计部门对掘进巷道支护的设计方案进行支护操作，一些设计部门在设计方案时存在盲目性，没有根据巷道受压状况及巷道顶板围岩的状况进行设计，对施工现场存在的断层碎裂带没有采取合理的支护设计方案，从而留下了安全隐患，为后续顶板维护工作增加了难度。

3.4 掘进工艺和设备问题

掘进工艺和设备是巷道掘进的基础，对掘进效率有重要影响。煤矿巷道可以分为煤巷、岩巷和半煤岩巷道。巷道类型不同，采用的掘进工艺和设备也不同。煤巷的掘进最容易，采用的掘进工艺和设备也比较简单;而岩巷的掘进最困难，对设备和工艺的要求也比较高。现在一些地质条件比较好的矿区，开始采用连续采煤机来进行煤巷掘进，煤巷每月掘进上千米，效率是普通掘进方法的3倍以上。岩巷的掘进工艺可以分为钻爆法和综掘法，钻爆法适用于小断面巷道的掘进，而综掘法适用于大断面巷道的掘进。钻爆法的关键设备是凿岩机，凿岩机又可以分为气动式和液压式，其中液压式动力更足。凿岩机钻眼的速度在一定程度上决定了钻爆法的掘进速度。采用综掘法时关键设备是综掘机，其功率与破岩速度有直接关系，功率越大破岩的速度越快。

4 煤矿巷道掘进施工与支护技术优化分析

4.1 提高整体施工的组织水平

为了更好的将工艺以及有关设备在巷道掘进以及支护中发挥出最大的价值，提高整体施工的水平和效率，首先就需要对煤矿企业加强相应的管理，在煤矿企业中运用科学化的管理思想可以极大地实现煤矿企业人力，物力，财力资源的协调，保证煤矿企业的长远发展。有关企业需要在煤矿巷道掘进以及支护中加强资金的投入，引进先进的技术和设备，利用信息技术可以很好的实现机械化的生产，大大的提高了工作效率。除此之外，也要不断的革新管理人员的思想，让他们摒弃传统管理思想，科学化的设计煤矿企业的生产计划，对煤矿生产环节加强监督运用动态化的管理来实现整体管理水平的提升。同时需要对相应的设备定期进行检查和维修来保障设备可以正常运行，为煤矿巷道掘进以及支护工作奠定相应的基础，保障它可以正常的运转。

4.2 提高整个地质勘查的水平

为了防止一些复杂地形对于煤矿巷道挖机施工的影响，首先就需要做好相应的准备工作，有关人员需要不断完善相应勘查工作的细节，并对有关的数据以及参数进行详细的测量，从而更好地保证地质勘察结果的准确可靠。有关人员要充分的利用我国地质勘查的有关技术，并结合实际的情况作出相应的措施。目前，三维地震勘查方法是进行地质勘查的核心技术，也是水平比较高的一项技术，对该方法进行利用时，需要密切关注到以下几项内容。首先，这种方法可以有效的对整个地质结构进行深入认识，在三维地震勘察中，地质钻探也是非常重要的一项环节，它是对该方法的补充，可以发挥出极大的作用。要根据实际区域内煤炭储存的含量，并结合相应的要求，对整个煤矿进行相应的结构了解，与此同时，还需要进行科学化的设计工作，从而更好的完成探查。如果是没有煤矿的区域，那么应该探明5m以上的区域，更好地保证数据的准确性，从而使得整个施工更加的安全可靠。

4.3 提高对支护工作的安全管理力度

煤礦企业负责人要加强安全管理意识，对支护技术进行强化管理，提高对顶板支护工作的管理意识。将安全责任进行细化划分，明确各部门分管业务和责任直接负责人。根据各部门需求配备专业的技术人员提高支护工作的专业性。根据施工需求建立健全的规章制度，明确各员工的岗位职责，将安全管理落到实处。做好顶板支护的前期勘测工作，在施工之前要对矿井地质结构、煤层存储状况、顶底板岩性、矿压规律等参数提前做好观测和勘探工作，为顶板支护工作做好基础参考数据。在支护工作中要重视对支护效果和质量的检查，利用锚喷、锚索和锚杆进行支护的巷道要保证锚杆和锚索的质量、预紧力和拉力符合支护标准。防止因支护材料不达标造成的支护安全问题，要对巷道顶底板进行实施观测，出现移近量问题要及时解决。煤矿企业要加强对施工人员顶板支护管理的安全培训，提高操作人员的安全意识和专业能力，将支护工作安全落实，禁止空顶操作。

4.4 选择合适的掘进工艺和设备

掘进工艺和设备的选择对于巷道的掘进速度有重要影响。因此，一定要根据掘进巷道的类型选择合适的掘进工艺和设备。但是，在选择掘进工艺和设备时，还要根据地质条件做出相应的调整。例如：岩巷掘进时岩层的硬度比较大，采用综掘法，掘进机的截齿磨损极为严重，这时应该采用钻爆法进行掘进，不仅能提高掘进速度，还能节省掘进成本。此外，应该注重成套掘进设备的研发，主要是掘锚一体机的研发。从目前中国巷道掘进设备的发展趋势来看，掘进机的稳定性和可靠性还有待增强。这就要求科研单位积极引进国外先进的采掘思路和设备研制技术，提升中国巷道掘进设备与技术的研发能力。与此同时，还应该研发煤矿巷道掘进机器人，从而减少井下作业人数，降低安全风险，提高生产效率，降低矿工劳动强度。

5 结束语

综上所述，在巷道中进行掘进施工以及支护的过程影响因素比较多，无论是设备的效率低还是地质结构比较复杂都容易对掘进和支护的结果造成影响。为此，在煤矿开采之前和开采的过程当中要对掘进和支护的工作进行仔细的分析，根据煤矿当中的实际情况来制定相应的策略，对于掘进和支护的工作要严格的进行管理从而提高施工的质量，工作的效率和煤矿的开采量。

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