煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用研究

张永兴

新疆能源公司乌东煤矿新疆乌鲁木齐830000

摘要：随着社会经济及科学技术的不断发展，特别是各项技术的应用为人类带来了巨大便利，而这一便利也被应用在了采矿行业。煤矿巷道是开采过程中重要的开采运输通道，同时也是保证煤矿开采安全及高效的关键。一旦煤矿巷道出现问题，那么会对整个煤矿开采作业造成严重影响，轻则影响开采作业的正常进行，造成不必要的经济损失;重则危及作业者生命安全，造成重大事故。因此加强巷道掘进和支护技术的研究及应用具有重要意义。

关键词：煤矿巷道；巷道掘进技术；支护技术；意义及应用

挖掘施工的含义为采矿工程施行的过程中，计划性地挖掘地下巷道，使用科学有效的施工方法、措施手段将煤层以及四周岩层破碎，促进巷道空间的形成，之后再对它们展开一定的支护工作，保证巷道足够稳定，畅通无比，方便实施煤炭业的开发、运输工程，如果要使采矿的全过程足够安全，能在正常情况下施行，应将支护技术加以运用，掌握巷道掘进技术的实施准则，按照实际的施工环境选择对应的支护方式，确保采矿工程的安全性和质量性。

1煤矿采矿工程巷道掘进与支护技术的作用

在煤矿采矿工程施工的过程中，要有计划地对地下巷道进行掘进，以形成安全的巷道空间。在巷道掘进过程中，为了保证人员的安全，也为了保障开采运输能够拥有畅通、稳定的路径，需要对巷道空间进行保护，这就需要使用支护技术。不管是掘进还是支护，其目的是为了保证煤矿巷道的安全与稳定，确保采矿作业能够高效、稳定的正常运行，并确保效率的前提下，防止安全事故的产生。由于地下环境复杂，一方面巷道中会有一定的软岩，可能会发生巷道崩坍、破坏等问题，需要利用锚杆支护等支护技术来对巷道进行有效支护；另一方面，掘进必须要依靠合理的掘进技术来保障掘进的效率和质量。因此，为了巷道的稳定与安全，要合理利用煤矿巷道掘进和支护技术。

2当前煤矿巷道掘进和支护技术的发展现状

在这个大力发展经济、技术创新的时代，我国在针对矿井的设计方面进行了改革，在煤炭开采的技术方面也得到了创新，从以往岩石集中巷的布置方式变成了开拓巷道和采准巷道布置的方式，增加了煤巷在井巷工程中的比例。在煤矿开采过程中，需要永久性的巷道以完成岩层到煤层的过渡，以便提高掘进速度，缩短开采周期，提高开采效率。我国巷道多为拱形，而方形巷道的运输效率无疑高于拱形，因此形状的转变也是其中一步；在巷道挖掘中多采用的是单巷道，这样给通风以及积水问题的处理带来了巨大挑战，因此在挖掘过程中已经从单巷道变成了多巷道。当前，由于岩层的关系，巷道将受到各种应力的挤压，为了防止巷道崩坍、破坏等问题，需要做好相应的支护预留以及支护技术的选择。

3巷道掘进的施工措施

在现有阶段，巷道锚杆支护具有良好的系统性，包括支护方案的设计、地形勘察、机械材料的选择、作业质量的评估等方面，勘察地形时应将围岩的强度、应力以及结构特点等加以结合在进行勘测，获得对应矿区的围岩强度、应力大小、结构性能等数据，使巷道支护有强大的数据作支撑。针对勘察的结果，应按照实际的地质情况设计不同的科学工作方案；将围岩结构性质、作业设施、支护材料进行有效率的管理，保证施工全过程的顺利进行。在工程巷道施工掘进过程中进行针眼爆破工作，按照巷道的规划设计，做好施工准备活动，运用尽可能多的电钻装置进行施工作业，着重分析运用的施工技术，使炮眼在合理的深度挖掘前进，煤电钻的运用可确保煤层的深度、炮眼的距离在合适的范围内，从施工人员的角度来说，初期应把炮眼的距离设置得足够合理，结合实际情况确定炮眼的位置，从根本上保证炮眼的位置足够精准，在此基础上才能落实相关规定。岩巷道、媒岩层具有相同的特性，因此它们都使用单向槽的方式进行挖掘工作，针对挖掘过程中炮眼较深这一问题，应从实际情况出发看挖掘的整个过程。在炮眼断面较小的情况下，通常使用复合型掏槽掘进的方式，如果炮眼在软煤层，则需要相关的施工者进行设置，掏槽个数设置为三个，倾斜角设置在六十至九十之间；如果软煤层断面不大，此时炮眼的设置是没有作用力的，钻眼爆破实施正常，资源开采正常的情况下应将装煤工作顺利完成，装煤工作既费时又费力，施工时需要借助装煤机完成工作，这种装煤机具有良好的持续性、高效性以及灵活性，应在断面运输的情况下加以运用。

4采矿工程巷道支护技术应用的关键

4.1掌握临时支护技术的关键

临时支护技术的目的在于满足采矿工程巷道掘进工作因临时特殊情况而实行的支护任务，要使临时支护的质量有所保障，应明确使用的支护材料。支护材料的差异性使得各自的优点、缺点也各有千秋，使用材料足够科学合理，临时支护的质量才能得到保证，譬如，临时支护中使用木支架可以降低质量，使加工更加容易，安装更加简便，但是木支架具有较差的强度、防护性能；而金属材质的拆装迅速，强度较高，可重复进行使用，但是它也有一个缺点就是成本更高，从以上事例可知，支护材料的选择应综合安全性能、经济性能以及实施性能三方面进行考虑，与此同时，临时支护工作中的支护细节要一一确认，施工者应遵循支护的规章制度、流程完成作业，尤其是检查支护质量方面，不能将受损的支护材料应用于施工工程中。

4.2掌握永久支护技术的关键

4.2.1锚杆支护技术

巷道永久支护中使用锚杆技术确保施工质量的同时，还要注意以下几点：第一，计算并分析锚杆杆体抗拉、抗剪性能，确保锚杆性能与要求一一对应；第二，根据巷道种类和支护要求的不同，确定最合适的锚杆长度，为避免托板产生形变，产生事故，可增大托板的厚度，使托板的抗形变力增强；第三，使用动态监测的方法，将存在的问题改正，提高锚杆支护的质量。

4.2.2矿用支护

型钢巷道断面中使用矿用支护型钢具有较高的韧性、抗压性，在很多地方加以运用，挖掘煤矿井下巷道时需要支护架承担负载力以及推动力，在使用后应综合分析负载力、截面抵抗矩的数值大小，确保两者足够接近，以此提升支护架的应用力。

4.2.3混凝土支护技术

将喷射的混凝土制作混凝土支架的方法称为混凝土支护技术，结合锚杆支护技术可显著提升围岩的固定性，但要注意以下几个方面：第一，混凝土喷射装备布置足够合理，它决定了支护工作的质量；第二，遵循相关流程完成作业，保证每一个细节的严谨性。

4.2.4支架的可收缩性

支架的塑性形变影响着它的负载力，因此实际进行操作的过程中，通常来说煤矿巷道的承载能力接近极限承载力，为确保其工作状态的良好性，应测量极限值，缩小实际承载力和极限力的差距，保证支架在最好的状态下进行工作。

4.2.5预制钢筋混凝土支护技术

使用这一技术的支架具有较高的强度，且成本不高，但是自身的重量较大，缺乏伸缩能力，因此运用于巷道支护的前探梁中。

5结语

在经济飞速发展的今天，矿产开采技术的高低与安全性能够综合体现出一个国家的发展水平，因此，为了保证矿产资源连续开采的高效、安全、稳定，提高企业的工作效率与经济收益，就有必要选择先进的掘进和支护技术。

参考文献

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[2]詹明忠.探讨煤矿采矿技术应用问题及对策分析[J].企业文化，2017（10）：175.