煤矿掘进巷道支护设计
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煤矿掘进巷道支护设计
摘要：煤矿开采对巷道支护技术要求严格。经过多年的开采，很多浅层的煤炭资源已经逐步被开发，现如今更多的煤矿开采都集中在深层，随着生产规模的不断扩大，其开采条件也越来越复杂，所以在开采过程中，对巷道掘进和支护的要求越来越严格，需要加大掘进和支护方式的力度，以此来实现煤矿开采的高效率，提高煤矿企业的经济效益。因此，本文重点探讨了采矿工程巷道掘进和支护技术要点。
关键词：煤矿；掘进巷道；支护设计
引言
随着我国综采技术的发展，国内已出现了年产上千万吨的工作面，使年消耗同采巷道数量大幅增加，从而使巷道掘进成为煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。巷道（煤巷）掘进是工作面回采前的重要准备工作，巷道掘进的质量及巷道成型后的稳定性直接关系着巷道的使用率及使用寿命。
1巷道掘进与支护之间的关系
在采矿行业中，爆破得到了广泛的应用。为了有效的提高开采进度，在施工时必须将直孔和斜孔两种切割方式结合，才能达到最佳的爆破效果，提升采矿企业的经济效益。煤槽之间如果混入废石，会增加切割的复杂性，加大施工的难度，为此必须结合施工要求对切割角度进行相关调整，最好将其控制在45°～90°之间。如果在施工期间进行爆破作业，需要根据爆破面积大小，计算出设置的槽数，槽数会随着爆破面积的增大而增多，这样使爆破后巷道也能更大。在巷道上进行掘进时，主要使用的设备为掘进机，它结合了采煤和装载过程，大大提高了巷道掘进的效率。为了进一步实现煤矿开采的连续性，可以采用水平方式进行开采，有效地增加了整个开采的巷道，为提高开采效率提供了保障。因此，将隧道掘进机和采矿结合运用到连续开采煤炭中，对提高生产效率非常有帮助。采矿作业通常处于井下或地下深处，增加了采矿工作的难度，加大了作业人员的难度。因此，在煤矿开采之前，需要根据实际情况制定出合理的设计方案，加强巷道支护。考虑到巷道的安全性，需要确定煤矿实际位置。在开采过程中，必须确定煤柱的数量，减少操作流程，提高开采效率。同时还具有成本低的优点。为保证整个掘进作业的安全，设计人员需要在保证合适宽度的前提下，合理控制预留煤柱的数量。
2煤矿掘进巷道支护技术要点
2.1全螺纹锚杆支护
全螺纹锚杆支护技术中全螺纹锚杆是关键环节。全螺纹锚杆的性能具有一定的特殊性，因此，为了防止出现传统锚杆应用中的问题，全螺纹锚杆在使用过程中需要结合地质特点对螺纹进行二次加工和紧固，从而确保锚杆强度分布的均匀性，该技术在实际应用过程中，会降低出现测应力不集中导致的薄弱截面断裂。另外，该技术的成本较低，在各种巷道的支护过程中得到广泛的应用，不仅能够有效降低支付的成本，而且还能够有效缩减巷道支护的工序，提高煤矿巷道支护质量。
2.2锚杆支护
在现今井下巷道顶板支护当中，锚杆支护也是经常使用到的一种方式，在实际应用当中，能够对巷道支护效果进行有效的优化，切实提升企业经济效益水平。在实际锚杆支护工作开展当中，锚杆托板、锚固剂与钢带等都是经常使用到的支护构件，能够在应用当中对抗拉伸、剪切作用进行有效的发挥。托板方面，能够对尾部围岩进行连接，通过在螺母上对应扭矩的施加，则能够使托板在巷道表面形成压力，同时做好预紧力的施加。在煤岩上预紧力不断扩散的情况下，也能够在对围岩应力有效改善的情况下使其在稳定性方面具有较好的表现，降低发生变形的几率。
2煤矿掘进巷道支护设计
2.1优化支架结构
在巷道支护工作开展当中，作为工作人员需要能够对初次掘进引起重视，看巷道在位置方面是否存在变化情况。在部分施工当中，在第一次进行掘进时，巷道的位置往往会发生一定的变化与变形问题，并因此对工作的持续开展造成阻碍。对于该问题，作为施工人员则需要结合实际优化支架结构，做好合理施工方案的选择。一般来说，支护结构材料方面需要具有适中柔性与刚性的特点，以此即能够有效避免巷道发生变形等问题。在此基础上，也需要做好结构构造方案的选择，以此在对巷道施工完整性有效保持的情况下，降低后续巷道的返修几率。在巷道安全控制当中，支架强度也是不可忽视的一项内容，需要能够对支架强度相关功能进行优化，以此使围岩能够具有合适的空间，为巷道顶板支护工作的开展作出保障。作为施工人员，也需要能够做好实际环境情况的把握，根据环境实现围岩承受压力的释放，以此使支护工作获得更好的效果。
2.2完善巷道掘进设备配置
①掘进机：一般来说，巷道掘进主要由重型大功率掘进机和轻型掘进机两种类型组成。在对掘进机进行选择时，一定要根据采矿工程具体的施工标准、地质状况以及巷道断面设计等多方面的因素进行综合考虑，如果断面十分狭小，而且破岩难度相对较低时，那么就可以选择轻型的掘进设备，这样不仅能够有效降低施工成本，还能够使操作更加灵活，降低故障。如果掘进中遇到大面积的巷道和高硬度的岩体时，需要选择重型、大功率的掘进机进行破研工作。此外，还需要结合截割头自身的结构、功率计算出相关参数，提高岩体本身的构造、粘结性以及硬度等，使其满足实际操作标准。②运输设备：运输设备类型比较多样化，最常用的是包刮板运输机和胶带运输机，在使用中需要结合掘进机的功率、规格选择运输设备，提高两者之间的匹配度，保证掘进和运输工作顺利进行，这样就能够有效降低巷道掘进的时间，而且还能够减少工作人员的工作压力，以此来提高掘进工作的效率。
2.3选择合适的支护方法
不同类型的煤矿其巷道种类也不同，因此，用到的支护方法也不同。所以，对于顶板部分比较平整的巷道，施工作业的开展需要借助锚索、锚杆以及金属网进行连接，在此基础之上，再在棚顶位置实施永久性支护工作和喷浆操作，以便能够提高支护效果。煤矿掘进过程中软岩地质情况和巷道顶板破碎情况比较常见，一旦遇到这种情况，就需要在顶板位置注射催化剂和马力散共同混合的液体，同时要运用撞楔的方法进行超前支护，以此来提高顶棚的强度。此外，还有可能遇到经过断层带的情况，在这种地质条件下，支护工作的进行需要先确保断层地带破碎岩石的稳定性，首先，需要采取一定的措施来降低出现周围岩石发生形变的可能性，通常用到的是在断层巷道中增加工字钢棚的方法，以此来大体上进行固定处理，之后再稳固碎岩地带，最后进行永久加固。
2.4临时支护控制
临时支护也是实际施工当中经常应用到的一种方式，在具体控制当中，主要内容有：第一，在移前探梁时，要保证有4人以上进行施工。其中，1人对顶板观察做好指挥，2人移前探梁，1人顶起钢带；第二，要做好顶板管理，如果在此当中发现离层、响声以顶板压力较大的情况，需要及时停止作业，将工作面人员及时撤出，当其稳定后，再按照从外向内的方式做好顶板支护处理；第三，要按照从外向内的顺序顶锚杆，按照中间向两边的方式施工。如前探梁锚杆不能够施工，则可以对其余锚杆施工后，将前探梁退出，之后打剩余的锚杆。
结束语
综上所述，煤矿工程工作的落实存在着很多不确定性因素，为了全面保障采矿工作人员的生命财产安全，提高煤矿开采效率，就需要从掘进与支护技术入手，尽可能减少各种不利因素带来的影响，只有这样才能够全面保障煤矿开采工作的综合效益。
参考文献
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