煤矿掘进巷道安全支护技术研究

煤矿掘进巷道安全支护技术研究
作者：于振
来源：《科学与财富》2020年第02期
摘要：我国大部分煤矿开采属于井工开采，支护问题是摆在煤矿开采安全问题的一大重要问题之一。

随着煤矿开采逐渐转向深部开采，矿压问题的日益严重，掘进巷道安全支护问题也是摆在当前矿山企业面前急需解决的问题。

掘进巷道由于面临复杂的地质条件、复杂支护工艺等，使得对巷道掘进支护要求也越来越高。

文中主要分析了几种掘进巷道支护技术，并分析了影响支护的影响因素，以期为矿山安全支护提供借鉴。

关键词：煤矿;掘进巷道;安全支护技术
1引言
随着我国对煤矿资源的大量需求，煤炭已经成为我国经济发展的主要能源，在未来很长一段时间将无法取代。

而浅部煤炭资源越来越少，煤炭开采逐步走向深部开采阶段。

深部煤炭开采面临的形式也愈加严峻，比如面临严重的地压问题、瓦斯问题、巷道支护问题。

而煤矿掘进巷道支护问题是摆在当前矿山掘进安全开采的重大课题。

如何解决掘进巷道支护问题，是摆在当前矿山工作者面前的重要问题。

基于此，本文主要研究煤矿掘进巷道安全支护问题，通过对掘进巷道的安全支护进行研究与分析，旨在推动当前掘进巷道的安全支护难题的进一步发展。

2常用的掘进巷道支护技术
2.1预留煤柱支护技术
在巷道掘进过程中，为确保支护安全，使用预留煤柱支护顶板巷道是一项传统的支护技术，具有明显的优势，尤其是在巷道掘进的上段或下段部分，使用这项支护技术更为常见，可操作性强，操作简便，对工人专业技术要求不高，能够很好的完成巷道掘进需要的支护强度。

预留煤柱技术能够提高煤矿的排水能力，对开采区域的支护强度较高，在暴雨天气导致煤矿井下矿井水增多的时候，避免开采区域的坍塌。

预留煤柱技术还能够增强煤矿井下通风能力，防止有害气体集聚，提升井下安全生产的目标。

预留煤柱技术也存在明显的弊端，比如导致煤矿开采成本升高，后期回采预留煤柱的技术要求也较高，需要企业具有较强的实力和资金支撑，对于一些小型企业，使用该技术可能面临较大的资金难题。

2.2收缩支护技术
收缩性支护技术在煤矿掘进巷道支护中也是一种常见的支护方式，其主要表现为双向可缩性，具有非常灵活的双向性，在一些大型煤矿巷道掘进使用较多。

收缩支护技术的主要特征就是其通过使用收缩支架可以显著提高支架承载能力，提高支架支护能力。

对于收缩支架来说，保证支架的承压能力是保证收缩支架质量的重要条件。

然而，由于收缩支架本身可操作性的限制，使得目前收缩支架还没有在煤矿支护上得到大规模使用，尤其是在煤矿掘进巷道支护上，还需要结合煤矿掘进巷道实际情况而进行选择。

在煤体破坏类型为Ⅲ类或Ⅳ类巷道中，使用收缩支护技术能够取得较好的支护效果，能够有效保护整体的可靠和稳定性，具有较高的安全性和效率。

但这种支护技术也有一定的缺点，比如整体安装程序较为繁杂，给施工进度带来一定困难，因此进一步优化这项支护技术也迫在眉睫。

2.3锚杆支护技术
锚杆支护技术在煤矿巷道掘进支护技术使用较多。

锚杆支护主要包括锚杆杆身、锚固剂、托板等组成，不同的部分具有不同的功能。

锚杆杆身主要提供抗剪应力和抗拉应力，提升支护承载能力，提供支护应力。

托板的主要作用是确保锚杆杆尾能够和围岩紧密相连的作用，锚杆的预应力就是通过锚杆与托板传递到围岩上去的。

此外，托盘还能够稳固围岩，防止结构面脱离，阻止岩层变形等作用。

锚固剂的主要作用就是将锚杆支护紧紧稳固在顶板围岩上面，确保支护效果。

锚杆支护具有效果好，投入少，安全经济等显著特点，在煤矿巷道掘进支护中应用较多。

2.4矿用支护型钢支护技术
型钢在煤矿掘进支护中也使用较多，属于一种煤矿常用支护材料，根据型钢本身条件的不同可以将型钢划分为多个不同的种类，根据型钢切面形状可以分为椭圆形型钢、圆形型钢、半圆拱形型钢等。

煤矿支护对型钢要求较高，因此在煤矿巷道掘进时要根据实际情况合理选择。

在使用矿用支护型钢进行掘进支护时，首先要对抗弯截面模量进行测量和确定，确定支护荷载能力，选择合适型号的型钢支护。

3影响掘进巷道支護技术的因素分析
3.1工艺技术
掘进巷道的支护技术对安全掘进产生重要影响，这就要求在支护施工中具备一定的施工技术工艺，施工工艺的好坏直接决定掘进支护质量。

比如在我国矿山掘进中，经常使用钻研爆破技术进行快速掘进，该技术也是当前绝大部分掘进巷道快速掘进使用的技术，其最显著的优势就是能够实现快速掘进技术，保证掘进工作进度和效率。

然而，在使用钻眼爆破施工时，对施
工工艺要求较高，如果工艺技术达不到要求，不断不能实现快速安全掘进，反而给煤矿掘进带来安全隐患，破坏围岩完整性，影响巷道支护。

巷道掘进施工工艺核心技术就是炸药的用量和装填技术，因此在进行爆破施工时，要提前进行爆破设计，计算炸药用量，严格按照设计指标和计算炸药装药量进行装药，确保钻眼爆破施工工艺优良，取得预定效果和目标。

3.2地质环境因素
我国煤矿开采大多属于井工开采，且我国煤矿地质环境较为复杂，支护技术难度系数较大，在掘进支护过程中，要综合考虑地质环境，比如断层、节理发育等，这些复杂的地质条件环境都给巷道支护带来一定的难度。

对于巷道掘进支护来说，如果地质环境较好，支护工程整体较为简单，支护工程量也会大幅度减少。

而对于那些地质环境较为复杂掘进环境，在进行煤矿掘进支护时，需要综合考虑地质环境，选择合适的支护方式。

然而，矿山地质环境作为一个不可控因素，会随着掘进巷道的深入而不断变化，这也给煤矿掘进巷道支护带来挑战。

因此，煤矿掘进巷道支护选择时，要综合考虑煤矿实际情况和矿山地质环境。

4结语
随着我国煤矿开采逐渐转向深部开采，巷道支护问题也逐渐成为各大煤矿开采面临的一项重要难题。

煤矿掘进作为煤矿开采的重要环节之一，支护安全问题也是摆在各大煤矿掘进安全的首要问题。

文中对当前煤矿掘进安全技术进行了分析，重点分析当前矿山安全掘进支护四项技术，并对矿山掘进安全支护技术的影响因素进行了深入分析，旨在通过本文的研究，为今后矿山掘进安全技术提供借鉴和参考。

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作者简介：
于振，男，35岁，安徽界首人，淮北市朔里矿业有限责任公司经营管理部主管。