煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施

山西冶金SHANXIMETALLURGYTotal184No.2，2020

DOI:10.16525/14-1167/tf.2020.02.29总第184期2020年第2期

煤矿巷道掘进支护技术存在的问题及改进措施

方志刚

（同煤大唐塔山煤矿有限公司，山西大同037001）

摘要：重点研究了煤矿巷道掘进支护技术，提出了存在的问题和解决的策略，使煤矿巷道的施工变得更加高效和安全。关键词：煤矿行业巷道掘进支护技术存在问题解决措施中图分类号：TD263.3；TD353文献标识码：A文章编号：1672-1152（2020）02-0082-02

收稿日期：2019-12-20作者简介：方志刚（1980—），男，2003年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，高级工程师职称

。目前煤矿巷道掘进支护技术被广泛的应用在煤

矿巷道掘进工作开展中，最常见的是传统锚喷网联

合，然而矿井在掘进过程中有着很大的难度，其施工

过程中所涉及到的地质构造环境比较复杂，加之上

覆岩层和周围采空区的压力影响，对掘进巷道施工

产生的影响是巨大的，而且我国目前在煤矿巷道掘

进过程中还存在着很大的缺陷和问题，需要相关工

作人员对其及时分析然后根据实际情况给出具体的

解决措施，保证项目施工的安全性，让煤矿巷道掘进

过程中出现事故的可能性越来越低，通过这些有效

措施的实施，可以确保煤矿顶板支护的安全进行。1煤矿巷道掘进阶段支护技术施工中常见的问题

随着科学技术的发展，我国的煤矿开采已经逐

渐进行到了深井的开采阶段，目前根据数据显示超

过一半矿井的煤炭埋深已经超过了千米。但是这种

情况的存在也带来了一些严重的问题，就是给矿井

内部的地质环境带来了很大的影响，内部环境如今

已经变得十分的恶劣，导致煤矿巷道掘进支护技术

在使用阶段遇到了很大的瓶颈。地质条件给支护技术带来的巨大影响主要体现在如下三个方面：1）随着煤矿开采深度的不断增加，将会导致煤

层顶板围岩应力的增加，进而导致其发生比较大的

环球市场理论探讨/

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-煤矿掘进支护存在的问题及解决对策刘玉越 杜国斌 赵瑞平临沂矿业集团田庄煤矿摘要：面对日益增加的煤矿开采需求，传统矿井掘进支护技术难以满足全新掘进技术，需要采用先进支护技术和设备，临时支护和永久支护的相互结合，相互弥补不同支护技术的不足，以锚杆支护为主要支护手段，加固围岩的承受能力，为深部巷道的开采打下基础，保证人员安全和生产的顺利稳定进行。鉴于此，本文主要分析煤矿掘进支护存在的问题及解决对策。关键词：煤矿掘进；支护；问题1、煤矿巷道支护的复杂地形分析和难点以某煤矿掘进地区的地质条件为例。在有悠久历史的老矿区，往往会出现断层多和地质条件不稳定的情况，对安全生产和作业存在严重的威胁，在不断推进的开采中，顶板岩石的变化较为明显，且顶板的煤层松软，容易出现破碎情况，导致巷道掘进中难以成形，前掘后修就成为巷道掘进开采中常常遇到的问题，我国长期采用传统掘进技术，无法与世界先进的掘进技术结合，增大了管理和技术上的难度，加上矿区设备破岩能力差，碰到硬度系数5以上的岩石往往会破坏设备，因此，根据实际情况设计的巷道支护成为保障生产作业正常安全顺利进行的关键。2、煤矿巷道支护存在的问题2.1煤矿开采中需要提升机械化的程度由于我国在煤矿开采中，对煤矿的巷道所采用的支护技术较早，但是受到众多因素影响，在机械化方面的发展十分缓慢，就目前的实际情况来看，有相当部分的企业还采用旧式的悬臂式机械进行掘进，这对于地下作业人员的安全性而言，难以保证他们的生命安全，主要是因为悬臂式的掘进机在支护中要求施工人员自身携带大量工具，同时还需要应用许多的锚杆设备，而这些工具会对施工人员的工作效率带来严重的阻碍作用，在严重的情况下，还会对煤矿施工人员的安全带来威胁，因此，在煤矿作业中，机械化的程度需要进一步地提升。2.2煤矿支护设备问题煤矿为能够有更多的资金发展建设，在对掘进支护施工中所选用的工具无论从什么角度上看，都是没有办法满足对煤巷内岩层的支护，这样就会很容易造成煤矿内安全隐患。比如有些煤矿在掘进支护施工中选择快硬水泥锚杆等工具，这些工具只适用于地面工作，对于地下复杂的环境是不适应的，很容易发生事故，对工人的安全造成威胁。2.3机械化程度问题虽然我国煤矿掘进支护技术发展的比较早，但是在发展中受到多方面因素的影响，机械化程度在发展中极为缓慢。当前，我国煤矿企业在煤炭掘进支护中所采用的设备依然是悬臂式挖掘机，需要工作人员在矿井中实施空顶支护，悬臂式挖掘机没有办法满足在井下掘进支护。3、煤矿巷道支护的应对措施3.1提升掘进技术在煤矿的掘进技术中，支护技术可以根据矿井的不同形态而择用不同的技术，譬如在矩形的断面支护而言，在煤矿的掘进中可以采用锚杆结合锚索的联合支护方式，从而达到提升煤矿巷道中围岩层稳定性的目的，在这种技术的支持下，把锚杆插入煤矿中围岩层的孔径内，这一方面使得煤矿中的围岩层得到良好的稳定性，另一方面是在结构方面，有利于加强结构安全性，此外，在煤矿中的断面的掘进支护中，需要根据断面大小加以确定施工所需要的设备，而对于断面较小的情况，在施工中择用小型的设备支护，利于矿井的开采工作。3.2吊链式前探梁为了保证煤矿施工的安全性，可以采用吊链式前探梁的应用，通常选用长度不小于3.5m的吊挂前探梁，在制作中要选择π型钢材料，并且用吊环将其固定，用一根前探支架沿着中线的位置来布置，两侧的前探梁应该距离中间1m~1.2m，每一根前探梁都应该要有两个以上的固定点，同时前探头与迎面的断面之间的距离也应该要保持在30cm以上，在上方还应该使用穿杆等进行支护。在吊链式前探梁支护之前，就应该完成相关的工作准备。若是在支护施工之前发现浮矸活石等，就应该把支护整体向前移动，来保证支护的安全性能。3.3更新支护设备随着社会的发展科技的进步，煤矿支护工作中采用的设备也越来越不适合当前煤矿的开采，想要提高掘进支护的技术就应该及时更新支护设备，在地下矿井中工作应该要根据实际情况来选择适合的支护设备。随着科学技术的进步与发展，在煤矿掘进支护中应该要采用更多高科技设备，从不同的角度来提高支护质量，降低煤矿开采工作中的事故发生，提高煤矿企业的经济效益。3.4提升设计人员施工的综合能力在煤炭支护的设备中，其中的架设开采作业是主要的工作部分，架设是否达标，都直接关系着支护稳固性以及安全性，因此，在煤矿开采中，需要提升技术人员的施工能力，首先是改变工作的理念，在严谨构思中建设以及设计架设支护，施工人员要严格地遵守煤矿的技术人员所制定的方案进行施工，确保煤矿开采中提高工作人员的工作效率，此外，还可以提升安全生产，有效地控制了安全隐患的发生;其次是在煤矿的巷道开挖之后，由于遇到土质松软的现象，因此，极易在煤矿中发生巷道的坍塌，这对挖掘工作的开展十分不利，由此需要对施工人员进行身体以及心理素质的培养，然后结合实践工作经验，努力结合煤矿的实际环境而寻找最佳的施工方案，从而使得施工能够有效开展，同时也能够防止煤矿中发生伤亡的事故;最后，针对煤矿施工的过程中所出现的问题，需要施工人员保持冷静并积极面对，从而有效寻找最安全以及最快的自救途径。总之，煤炭资源仍然是我国主要的能源材料，煤炭开采工作多数在地下进行，随着前部煤炭资源的日渐枯竭，深部开采已经迫在眉睫，深入煤矿地下，首先需要大量的巷道，由于地下施工地质条件差等问题，使得巷道在挖掘时会出现崩塌等危害，严重危害人员安全，为保障人员安全和生产作业的顺利进行，巷道支护成为掘进支护中不可或缺的一部分，巷道可以有效防止围岩变形，本文主要是介绍巷道支护存在的问题和解决办法。参考文献：[1]岳江伟.煤矿掘进支护中的常见问题及对策研究[J].科技与企业，2014，10：242.[2]梁英.煤矿掘进支护中的问题及对策[J].技术与市场，2014，08：147+149.[3]高冬，张昭喜.煤矿掘进支护问题和对策分析[J].煤矿现代化，2015，01：102-103.

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井下巷道掘进支护技术存在的问题及对策

作者：荆欣

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2020年第01期

摘 要：在对煤矿进行采掘期间，矿下复杂的地质环境极易带来不利影响，其复杂的地质环境包括：断层、褶皱等等，极易导致围岩出现弯曲形变的情况，在对煤矿深部的巷道进行采掘期间，以往的支护工艺还有很多需要提升和完善的地方，否则支护工作将无法达到要求，所以，根据目前的具体状況研发全新的、适合的支护技术已是势在必行。此外，在选取矿下支护技术时必须按照自身围岩的具体状况来实施，确保用到的设施能够安全有效的运行。

关键词：井下;井下巷道;掘进支护技术

1 井下巷道掘进支护技术

1.1 架设可缩性支架支护

可缩性支架作为金属型的支架，其承载的特性更适合用于回采巷道围岩形变的支护中，在支架装配完成之初其承载性能并不高，而因为回采工作面的不断推进，围岩的压力逐渐增加，致使支护架构的收缩量逐渐增大，由此其承载性能也越来越大，在很大程度上限制了巷道围岩的形变强度。在对可缩性支架进行应用时，极易遭受各种突发因素的干扰，例如，支架链接件问题、支架构造问题等等。这种支架能够承载的最大限度的荷载力就是其自身的最大承载力。在对可缩性支架极限承载力值进行判别时，可以查看支架本身是不是出现了塑性转变。一般来说，支架的真实承受力和极限承受力是拥有一定差别的，可以通过查看差值的多少来判断支架的情况，进而准确的判别差值，差值小则支架的性能就好，反之则差。所以，真实荷载力和极限荷载力的差值越小或没有差值，说明可缩性支架的稳固性越好。

1.2 混凝土的永久支护技术

对混凝土的永久支护技术进行应用，能够有效提升掘进巷道围岩的支护稳固度。第一，相关工作人员在进行永久支护之前需要针对井下周围的境况实施具体考察，也就是必须充分确定围岩构造的承载能力，然后再对支护技术进行有效运用，其实达到更好的效果。第二，相关技术工作者需要针对混凝土锚杆实施喷射工作，同时必须对喷射装备的型号进行合理的选取，以确保喷射工作的匀称性。针对混凝土的配置工作，需要把每米水泥的使用量把控在400kg之上，做好足够的搅拌工作以确保其拥有良好的性能和品质。第三，想要确保喷射工作的成效，必须对锚杆实施重复多次的喷射来满足永久支护的要求。把控好混凝土和喷射面筋之间的长距，来确保锚杆在实际运用时的成效。第四，想要更好的实现永久支护的效果，还需要对喷射混凝土实施有效维护保养，也就是将连续28 d作为基础，综合混凝土所处环境的湿度和温度龙源期刊网

浅析煤矿掘进支护中存在的问题与应对措施　郝　鹏　（扎赉诺尔煤业有限责任公司灵东矿０２１４１０）　【摘要】本文从煤矿掘进支护的功能特点入手，分析了在煤矿开采工　业飞速发展的情况下，导致掘进支护问题的诱因，并提出了多方面的应　对优化措施，希望对掘进支护技术的发展乃至整个煤矿业的进步有所　帮助。　【关键词】煤矿掘进支护；存在问题；应对措施　随着资源消耗的进一步加剧，煤矿开采已经不再局限于普通　煤层，复杂煤层的开采日益增多。复杂煤层由于自身开采条件复　杂，所以对煤矿采掘技术有更高的要求，掘进支护作为重要的安全　保障技术之一，在这种背景下也被迫发生了更新与变化。　一、煤矿掘进支护概述　煤矿掘进支护的主要职能是支撑煤矿巷道，为煤矿开采提供　必要的安全保障。这种技术的基本原理是通过设置支护结构，对　巷道形成物理支撑，提高巷道的力学性能，避免垮塌、冒顶等事故。　因此，煤矿掘进支护应以稳固性、安全性优先，然后才能考虑施工　便捷性。　二、煤矿掘进支护所存在的常见问题　（一）支护环境的更新问题　ｔ　煤矿的掘进支护以巷道为支护对象，同时巷道也是其工作环　境，因此煤矿巷道的更新与变化会对煤矿掘进支护产生很大的影　响，许多问题由此而生。巷道导致的支护问题主要来自两方面：第　一方面是巷道本身的不断掘进。在这一过程中，挖掘条件与地质　条件等都有可能产生变化，如果掘进支护对这种变化的应对失当　就会产生问题。第二方面是煤矿采掘技术进步导致的巷道构造更　新。举例来说，为了适应新的挖掘周期，传统的岩巷开始转变为煤　巷；为了适应大型机械，小型断面的巷道减少，大型断面逐渐增加　等等。这些巷道自身的变化改变了掘进支护的工作环境和工作条　件，令其产生了适性不足和更新滞后问题。　（二）支护技术的更新问题　为了适应新的应用环境和应用需求，支护技术本身也在不断　发展，具体的发展体现在支护自身结构、材料、搭建工艺、所用机械　的进步上。这种技术更新带来的问题有两方面：第一方面是上文　提到的掘进支护更新滞后问题。掘进支护的技术更新往往会比巷　道的更新慢半拍到一拍，无法做到同步进行，由此会产生一段时期　的技术空白期，这期间支护能效和适性会大幅下降。第二方面是　新技术在应用上的不成熟。以目前较为常用的树脂型锚杆技术为　例，这种设备的强度和刚度较低，因此虽然施工简便，但对结构和　设置工艺有更高的要求，在实际应用经验较少的情况下经常出现　强度不足现象。　（三）支护布置的更新问题　在巷道环境与支护技术本身的双重改变下，传统的支护布置　很难继续适用，必须进行布置上的更新，由此产生了一系列的布置　更新问题，这些问题的直接原因大多是支护布置的复杂化。举例　来说，由于巷道数量增多，掘进支护也需要进行多巷布置，这使得　支护的数量激增，不仅成本增加，而且工艺变得复杂，所以要求在　布置时尽可能简化工艺，控制成本。这种布置优化需要大量施工　经验的辅助，但由于应用了新工艺，施工经验不足现象比较严重。　三、煤矿掘进支护可使用的优化措施　（一）针对煤矿掘进支护的体系优化措施　为了避免实际应用中掘进支护在更新上的滞后性，有必要对　煤矿掘进支护的应用体系进行优化，增强其整体性。具体来说，不　能将煤矿掘进支护视作一个独立的工程体系，要将其与煤矿巷道　本身的更新联接起来，将支护的更新视作巷道更新和转型的一个　模块，构建巷道一支护一体化的煤矿发展体系。尤其是复杂地质　条件的煤矿，保证支护能与巷道同步变化是保障开采安全的必要　措施。　（二）针对煤矿掘进支护的技术优化措施　目前来看，针对煤矿掘进支护的具体应用技术有三种，均应用　了前探梁结构，但在形式上有所区别，分别是吊环式、吊链式和单　体柱配叮ｒ型。这三种支护技术在结构特点和技术适性上各有不　同，需要结合具体的支护环境加以选择。此外，近些年来还有一种　适性更高的新支护技术得到了应用，这种技术使用了单体液压支　柱，这种支柱可以直接对顶梁进行铰接支护，而且由于利用液压原　理，支护参数可以方便地调节，更能适应当下变动频繁的支护工作　环境。　（三）针对煤矿掘进支护的特殊优化措施　近年来，随着煤矿开采作业的日趋复杂，特殊掘进支护的应用　愈发增多。例如，部分煤矿的巷道需要进行上山掘进，由于期问需　要多次爆破，所以必须设置临时掘进支护以避免拱顶塌陷。这类　支护在传统煤矿开采中应用率相对较低，缺乏应用经验，也没有专　门的支护应用规定，所以支护质量往往参差不齐。为此，有必要针　对特殊类型掘进支护，制定科学、合理的应用规范，避免特殊掘进　支护成为煤矿挖掘中的安全短板。　和谐社会的建设发展令我国对工程安全的要求越来越高，煤　矿开采工程作为一项危险系数较高的工程，其安全保障工作一直　是工程发展的重点。掘进支护技术是煤矿安全保障技术的重要组　成部分，其进一步的发展与应用是煤矿工程自身发展的基础，有必　要进行先期研究。　【参考文献】　［１］陈远云．复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析［Ｊ］．内蒙　古煤炭经济，２０１２　［２］方树林，张剑，武立文等．特厚夹层坚硬顶板大断面掘进巷道围岩　变形特征与支护技术研究［Ｊ］．煤炭工程，２０１２（２）　［３］薛润根，阴永生．优化巷道支护参数，提高巷道掘进速度［ｊ］．山西　焦煤科技，２０１１（７）　一