巷道掘进施工及支护技术有效性分析

（山西新元煤炭有限责任公司 山西 045400）

引言

进行煤矿开采的关键两个环节就是巷道掘进和支护，这两个过程对开采工作的顺利进行具有直接影响，并且要求专业性比较高，这两个环节对开采效率以及开采过程的安全性具有重要作用，必须高度重视。基于此，在进行掘进时，应当合理选择掘进设备，严格控制施工的进度和位置，结合实际的地质构造情况选择合适的施工方法，保证掘进施工和支护工作的安全可靠，进而提升巷道掘进施工的速度。

1.存在的问题

(1)掘进施工技术有待优化

在巷道的掘进施工中，钻爆法较为普遍，但是此方法施工效率较低，带来一些顶帮维护困难等难题。支护上一般采取锚喷支护的支护方法，这种支护方式虽然具有一定的作用和效果，但会大大降低巷道支护的效果。

(2)地质构造异常复杂

在进行巷道掘进施工的过程中，地形因素往往是不容忽视的，经常会预计断层（图1）、陷落柱（图2）、冲刷、褶曲（图3）等构造。一般来说，会使用较为成熟的顶板支护技术，并根据实际情况作出相应调整。由于煤矿周围地貌多变，在地质条件较好的一些地点可以适当加快掘进施工和相应的支护工作。对于地质条件比较差的地点，要对掘进的速度进行控制，对巷道来说，要加大支护的力度。

图1 断层示意图

图2 陷落柱示意图

图3 褶曲示意图

(3)安全支护技术不足

巷道围岩容易受到水体的影响使岩体发生变形，造成围岩稳定性和可靠性较差，这在很大程度上加大了掘进和支护的难度。在进行巷道的掘进时，由于存在外在的膨胀力，导致巷道时常出现位移和变形现象，如果这一情况比较严重，还有可能造成煤矿巷道的损坏，对于具有松软岩层的巷道更容易发生巷道的损坏。另外，如果巷道掘进的速度太慢，或者在掘进过程中安全防护工作没有做到位，就会对施工进度产生很大影响。

2.掘进工作面的通风和防尘

(1)掘进工作面的通风

巷道的掘进中，首先必须通风可靠，方可施工。通风机作为煤矿井下最常用的通风设备，选择依据主要有安装位置和风量等因素。在选择通风机时，还需要考虑掘进的需求，确定对通风机的风量需求时，可以参考之前的数据和经验来分析完成。当前最常用也是最常见的通风机类型主要是压入式通风机。在对通风机启动设备进行安装的过程中，主要考虑的因素之一就是对风压的需求。通风机一般安装在距离巷道掘进风口较远的地方，原因是这个位置的空气压力较低，便于通风机通风。为了使通风机鼓风充分，应使风机的整体风压低于巷道风压。同时，确定通风机的风筒长度，并确定通风机与作业面间的有效距离。一般来说，要想保证风量较大，应当选择风筒的直径较大，通过有效通风距离确定长度，满足现场的施工需要。

(2)掘进工作面的防尘

进行掘进巷道的施工作业过程中，防尘是一项重要的工作，进行掘进时，在外力作用下，煤岩体发生变形和破碎，这一过程伴随着大量的粉尘产生。粉尘漂浮在空气中，对掘进工作的进度和安全产生了很大影响，同时危害着矿井工人的身体健康，因此必须采取掘进面的防尘措施，主要从以下几方面进行：

①通过向煤层内注水，使水分析能够吸附粉尘；

②向正在施工的煤岩体中洒水，可以使粉尘数量明显降低；

③使用通风机通风时将粉尘吹走。

以上三种方法，最常用也是最容易的除尘方法是通风除尘。在掘进巷道时，需要结合巷道的实际情况，选择合理、有效的除尘方式，也可以采用多种除尘方式共同进行。

另外，对井下掘进面的粉尘浓度进行监测，以便做好防尘工作。

(3)支护技术

巷道掘进过程中必不可少的一个环节就是支护，可以保证煤矿进行安全开采。对于支护的理论，不仅要进行深入研究，还要考虑其在实际应用时的支护效果，支护技术是否有效是要通过实践来证明的。研究煤矿巷道支护理论时，应当结合实际，通过理论正确解读岩层的构造并对煤矿岩层的实际情况作出预测。

由于不同的煤矿巷道性质不同，因此需要考虑使用不同的支护形式，这主要是因为围岩性质存在较大差别，支护过程中应当选择适合的方法，以达到最好的支护效果。另外，在对围岩进行支护时，会产生作用于围岩的作用力，其大小和方向都会对围岩产生影响。目前有四种常见的支护形式：

①支护力作用在围岩的外层，如支架支护；

②支护力同时作用在围岩的内外层，对围岩的支护属于自内而外的整体式支护，如锚杆支护；

③通过改变围岩的力学性质进行支护，即可以通过改变岩体的构成进而实现围岩的强度的加强，如注浆加固；

④改变围岩的应力状态，受到外界作用力的影响，围岩的强度会发生变化，因此可以对应力下降区进行控制。

以上四种技术中，锚杆支护属于整体性的支护技术，这一支护技术包括方案设计、进行地质勘查、选择施工设备以及评估作业质量等工作。通过科学、严格的地质勘查，可以为支护设计提供准确的数据支持。同时，在锚杆支护施工完成后，还要进行严格的质量评估，目的是保障支护工作的安全性。

3.结语

煤矿的开采及掘进，必须有个安全的生产环境，根据我国当前的巷道掘进施工和支护技术现状，难以兼顾施工安全和快速掘进，考虑到现场的作业环境。本文结合实际，简要的分析了煤矿巷道的掘进施工技术和支护技术的难题，为以后作为经验来推广应用。