煤矿巷道掘进支护技术存在的问题及措施

煤矿巷道掘进支护技术存在的问题及措施

师泽敏

国家能源集团神东煤炭集团保德煤矿 山西省忻州市 036600

摘要：在我国的长期发展中离不开各个能源的发展及利用。其中煤炭首当其冲，在我国能源中所占比例较大。从而为了能够使煤炭资源得到充分的开采和利用，就必须将基础工作做好，打好地基才是最终成功的关键。在打好基础的条件下根据巷道掘进施工情况做好相应规划。其次安全性是生产过程中最重要的，因此在施工过程中要严格把控其安全性，做好防范措施，以防止意外发生。只有保证了人身安全才能保证之后工作的有序进行，保障经济效益达到最大化。   关键词：煤矿巷道；掘进支护；技术问题；对策   随着国家经济的迅猛发展，城市建设发展所需要的能源逐渐增多，煤矿作为国家支柱性燃料的来源之一，在城市建设中发挥着重要的作用。近年来，各行各业对煤炭资源的需求量逐渐上涨，煤矿企业的生产规模逐渐扩大，煤矿矿井内掘进工作面的数量也大大增加。但是就国内煤矿开采现状而言，煤矿巷道掘进环节的支护技术在应用中还存在着许多问题，制约了煤矿安全生产的顺利进行。

1煤矿巷道支护技术要点分析   1.1棚式支护   棚式支护技术所选用的支护材料可选取为木材、金属以及钢筋混凝土材料，但随着各类支护材料在应用中的综合评估，如适应性、成本、加固程度以及施工便利性等，致使在现阶段的棚式支护技术应用中仅留存具有便利性特点的金属材料所构成的支护技术形式。然而，棚式支护形式与砌碹支护形式同属刚性被动支护技术，所存在的缺点基本相同，这也使得此种支护形式逐步被其他现代化的支护形式所替代。

  1.2锚杆支护   实施锚杆支护技术时，不仅要严格控制锚固区域内的围岩滑动变形等情况，更要对所涉及到的托板、钢带以及金属网等支护系统构件进行细致的选取与设定。在此基础上，应通过锚杆所具有的加固性能，来保障周围岩体的结构稳定与完整。此外，在应用锚杆支护技术时，应选取具备高预应力的强力锚杆来辅助支护方案的实施，以此确保支护过程中围岩形变或应力破坏的情况得以削减或消除。   1.3锚索支护   在煤矿巷道掘进施工中，所涉及到的岩层地质条件千变万化，不仅会由小构造体的破坏而生成的细小碎块，更会依照掘进的深入而促使地应力的显著提升。并且，对巷道支护与顶板管理的难度也会明显增加。在此基础上，若采用锚喷支护形式的巷道，便极易出现喷层开裂、脱皮掉块以及顶板下降等问题，此时，则应选取锚索支护技术进行巷道的支护工作，以此确保持续施工的安全性与稳定性。   1.4注浆加固   注浆加固技术是利用水泥与高分子材料等制作成注浆液并将其注入围岩之中，由此将岩体构成具有明显强化作用的加固带，进而有效改善围岩原有的应力结构。而此种注浆加固结构也是施工中所提到的注浆帷幕，通过此种加固形式的应用能够有效提升岩体的整体性与稳定性，促进围岩强度得到进一步的增强。除此之外，还应在选取好注浆材料后，对巷道的地质条件以及现场的施工作业环境等进行紧密的结合，以此确保煤炭生产的安全性与经济性。

2煤矿巷道掘进施工与支护技术存在的问题   2.1 掘进施工工艺不合理   在中国煤矿行业的发展过程中，煤矿巷道掘进施工积累了大量经验，掘进施工主要采取钻爆法，虽然其速度不快，但仍会对岩体应力有较大影响。在支护技术中，锚喷支护能对煤矿巷道有效支护，但其也有一定的缺陷，例如施工质量水平较低。而在钻爆法的实施过程中，控制药量的大小是一个施工难点，如果药量不合理或布置的位置不正确，则会影响整个巷道施工和支护的效果。   2.2 地质构造较为异常   在煤矿巷道的掘进施工过程中，很容易受到地理环境的影响，所以施工人员应充分考虑地质构造的客观因素，不仅要对顶板支护技术加以了解和熟悉，还要根据施工面临的实际情况采取措施，将技术改进以适应实际客观情况。不同的煤矿周围的地形地质有所不同，在地质适合或有利于掘进施工时，可适当加快煤矿巷道掘进施工的进度。而地质构造的变化严重影响煤矿巷道掘进施工的质量，尤其是在施工过程中遇到褶曲断层的地形结构时，由于其煤岩的厚度变化很大，所以对煤矿巷道的掘进施工有很大的难度，会使掘进施工及支护的稳定性降低，还会导致煤矿巷道的坍塌和跨落现象，造成施工的安全事故。   2.3 安全技术不足   由于煤矿巷道围岩的可靠性和稳定性较差，结构较为复杂，使得掘进施工和支护较为困难，且在掘进施工过程中，还会出现巷道移位或发生变形等现象，从而使得煤矿巷道损坏，尤其是施工中煤矿巷道的岩层较为松软时，如果巷道的安全防护技术水平不高，措施不合理或不恰当，很难满足施工要求，且经过多次返修后也难以解决。同时，在煤矿巷道掘进施工过程中，如果围岩岩体遇到水，则会使煤矿巷道承受较大的压力，从而产生膨胀而变形，使得巷道支护结构产生损坏。而且在煤矿巷道掘进施工中，较易受到水文条件和地质结构的影响，顶板处还会发生脱落现象，煤矿岩层由于其节理和层理的因素会片帮，顶板裂缝也会不断增多，导致施工过程中发生严重的冒顶事故，造成工作人员的安全损害。

3煤矿采煤掘进工作中支护技术的应用   3.1高强支护   高强支护技术在运行过程中，凭借着其自身的优点获得了煤炭行业的青睐，并将其广泛运用在煤炭开采作业过程中。对高强支护技术的特点进行了相关总结，具体内容如下：a）该技术在运用过程中能对煤炭开采的工作面进行加固处理，从而确保煤矿巷道稳定性的提升；b）该技术使用简便、投资少、环境适应能力强；c）该技术所使用的各类构件组装方便，且易于携带，故而能缓解工作人员的工作负担；d）高强支护技术的推广运用能降低煤矿巷道的维修量，实现了煤炭企业运行利润的大幅度提升。   3.2锚杆支护技术   在锚杆支护方面，需要沿着顶板进行掘进，通常采用光面爆破的方式施工，并且要避免对顶板造成破坏，降低煤体震动，保证巷道顶板两帮的平整性[4]。同时在巷道的掘进施工中，需要注意以下几点：（a）在巷道掘进施工过程中，需要保证掘进断面的宽度，以此保证变形量，在巷道布置的过程中，需要综合考虑煤柱的宽度，避免巷道压力过于集中；（b）需要根据巷道的特点，对支护的参数进行合理优化，对于支护形式而言，可以选择锚杆支护、锚网支护及锚喷支护等多种形式，对于支护参数而言，通常需要对锚杆长度及间距进行合理设计，通常保证锚杆长度要超过煤岩松动圈0.3 m左右，并且要尽量采用全长锚固锚杆来进行支护。   3.3预制钢筋混凝土支架   常见的主要有吊环式的前探梁，主要是在前面的临时支护措施下，采用3根吊挂前探支架，按照一定的长度和间距将其在巷道中平行布置，每一根的强度必须与吊环之间进行固定和匹配，固定点必须大于2个，并确保其紧固性，才能确保其支护效果。

结语   综上所述，煤矿巷道掘进施工与支护施工时所涉及到的影响因素众多，如地质、水文、环境、设备、工艺技术以及施工流程等。对此，应对各类应用材料与勘察结果等进行细致的结合，并选取出适合该区域煤矿开采的巷道掘进与支护技术，以此为煤炭行业的可持续发展，做出相应的促进与推动。   参考文献：   [1]葛晓成.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究[J].煤，2017（3）：73-74.   [2]王富亮.煤矿巷道掘进施工及支护技术分析[J].城市地理，2017（14）：139.

[3]张建刚.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].机械管理开发，2017，32（02）：61-62.

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