煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

王正国

摘要：伴随着我国经济的发展，工业的壮大，对能源的需要也越来越大。巷道掘进和支护技术的应用可以有效提高采煤的安全性，使得采煤工作能够更好的开展下去。合理应用巷道掘进技术和支护技术，使煤矿采矿企业的生产效率得以提升，且可以降低煤炭开采过程中的安全风险。本文对煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用进行分析研究

关键词：煤炭采矿工程;巷道掘进;支护技术

引言

我國煤炭资源储量位居世界前列，其国内煤炭资源储量新疆、内蒙古、山西、陕西、贵州、甘肃地区最多，国内已探明煤炭资源储量约为4万多亿吨。为满足我国人民对能源的需求，煤矿企业采用了现代化的采矿技术，巷道技术是进行深层煤炭开采的必要步骤，而支护技术则是支撑采矿人员到深处进行采矿工作的必要保障。当巷道空间脱离于岩层时，必须采取合适的支护技术对采掘巷道进行支护与加固。这样既可以确保煤矿开采工作的顺利进行，而且还可以提高煤矿生产开采工作的安全性和可靠性。

1采矿工程巷道掘进与支护概述

巷道掘进与支护技术应用的根本目的就是为了提高采矿的安全性，增加采煤量和效率，优化煤矿企业经济效益。在实际作业开展过程中，对巷道掘进施工的安全性提出了很高的要求。一般情况下，需实施专业的巷道掘进机进行作业，从而实现高效及安全开采生产作业。煤炭开采不是一个简单的过程，这中间有很多道工序，但是开采煤矿均需要在地下作业，煤炭开采工作极其容易受到自然环境的影响，包括天气条件以及地质条件等。在巷道支护工作中，预留煤柱是比较关键的组成部分，其能够达到预期的支撑效果，且能够保障掘进巷道的安全性。在实际的巷道掘进与支护工作中，有着较多的影响因素，这些影响因素会从多个方面对掘进工作与支护工作造成影响与干扰。正是因为有效应用了支护技术，巷道倒塌得以被有效的预防，采矿安全性得以提高。

2煤矿采矿工程巷道掘进技术的应用要点分析

2.1做好通风防尘工作

煤炭采矿工程巷道掘进过程中会产生大量粉尘，掘进施工人员和采煤工作人员长期处在巷道环境之中，肺部吸入大量粉尘对身体健康造成严重威胁。通风系统可以保证巷道内的粉尘快速排除，巷道内部粉尘浓度下降则对人体造成的危害也会随之下降。而且有些巷道掘进设备对粉尘浓度有一定的要求，因此施工人员必须保证该设备在实际工作环境下能够正常工作才能在管道掘进中使用该设备

2.2做好地质勘察工作

科学的地质勘察能够提供丰富的信息依据，帮助工作人员掌握煤矿开采的现场情况，选择有利于煤矿开采的地形地势，使煤矿开采过程的安全性得到保障。在地质勘察工作的时候，工作人员需要选择先进的技术手段对地形进行勘测，确保勘测结果的准确性，避免因数据误差给后续的工作带来隐患。当前我国在地形勘探上存在进一步提升的空间，可以在地势的勘探工作中采用三维地震勘探的方法，结合企业自身的能力进行分析，确保勘探工作的有效进行，进而为煤矿开采工作的开展提供可靠的参考依据。

2.3常用掘进技术方式分析

当前我国煤矿工程开采中，主要采用大断面连续性掘进和复合型机械化掘进工艺，其可以有效提高煤矿开采效率。然而，在煤矿开采过程中，要结合实际情况来实现与掘进工艺的有效结合，以此来确保煤矿开采的安全性和有效性。如今，复合型机械化掘进一般是涵盖了供电与运输两个系统，但是在大断面连续掘进过程中，间断式运输是比较关键的一个环节，实际的工作中需要结合多种技术工艺进行，保证掘进的效率和质量。

2.4瓦斯排放工作

煤炭采矿工程巷道掘进瓦斯排放与施工安全直接挂钩，如果瓦斯排放不当导致巷道内部瓦斯浓度过高，在巷道掘进过程中，出现安全事故的几率也会随之增加。因此巷道掘进过程中必须同步提高通风系统的质量，务必保证巷道通风系统可以及时将瓦斯排出。技术人员可以在巷道内部布置瓦斯浓度检测装置，并且根据瓦斯即时浓度对巷道掘进施工进度进行调整，防止采矿人员出现意外。

3煤矿采矿工程巷道支护技术的应用要点分析

3.1选用性能优异掘进设备

巷道掘进工作的实际开展，掘进设备起到决定性作用，性能优异的掘进设备机械，能够显著地提高掘进工作的整体效率和质量水平。井下矿物与巷道煤岩是掘进机械设备的工作目标，若掘进机械的性能不足，就会影响到掘进的效果。有些钻机设备的掘进工作性能不够稳定，在比较复杂的作业环境中不能保证正常工作，影响了整个煤矿开采的进度，因此巷道掘进设备最好选择模块化方式，便于更换零部件和维修。因此在实际的掘进工作中，需要选用性能良好的掘进机械，并结合施工环境确定施工方案，提高巷道掘进的效果。

3.2锚杆支护和锚注支护技术

软岩是一种十分常见的围岩类型，为了最大程度提高巷道支护效果，工作人员就可以利用强度较高的锚杆，通过对锚喷支护技术的应用情况进行了解可知，这一技术体现出实用性、经济性、密黏性和封闭性等特点，并对锚杆施加一定的预应力，以此来提高围岩的承载性能，降低围岩的剪切变形。锚杆支护技术是现如今最为常见的巷道支护技术，不仅成本较低同时应用简单，能够结合围岩形变量适当调整支护强度。但是在高应力的制约下，并非所有的锚杆支护都能呈现出主动的支护效果。锚注支护方式则主要采用灌浆的方法来提高围岩的荷载力，同时也可有效提高围岩抵御地下水侵害的能力。

3.3吊链式梁支护技术

在煤矿采矿工程，巷道掘进工作面的前探梁中，经常使用吊链式的梁支护技术，其主要就是利用吊链完成支护，且需要在管道的中轴区域进行中央吊链的安装，其他两根吊链则要保持1m以上的安全距离，并利用吊环进行加固。巷道薄弱之处可以采用锚梁支护，保证锚杆材料的质量符合支护要求，及时对精度和质量不符合要求的支护材料进行更换。在应用吊链式的梁支护技术中，需要对巷道中可能出现的安全事故进行预测，采取具有针对性的防范措施，避免前探梁的推进受到影响。为保证工作人员的生命安全，需要将临时的支架安装到危险区域，使工作人员能够处于安全、稳定的工作环境。

3.4U型钢支护技术

煤炭采矿工程巷道掘进U型钢支护技术主要使用U型金属钢架对巷道进行支撑，该支护技术对U型钢架的强度和承载力具有较高要求。当巷道周围岩石在矿山的挤压下发生形变时，巷道在掘进过程中很容易在高应力的作用下发生变化，通过加装金属支架可有效降低应力对巷道的影响。U型钢支护可以对巷道起到一定的支撑作用，从而保护采矿人员的生命安全。现如今已经形成了锚杆锚索联合支护及锚注网、锚喷网联合支护技术等，将不同的支护技术进行联合使用，可以促进每一种支护技术发挥出最大价值，可明显提高支护效果，因此现如今已经在煤矿掘进过程中有着重要应用。

结束语

目前我国煤矿采矿行业的发展逐渐加快，煤是人类最重要的能源之一，而我国煤矿储量虽然比较丰富，但是有些煤矿必须在极高的巷道掘进和支护技术下才能进行开采，所以仍然需要大量从国外进口煤矿能源。确保煤矿生产的安全进行，避免出现人员伤亡等重大事故。巷道掘进和支护技术正是保证采矿工程顺利高效稳定开展的重要技术手段，对于这两项技术，我国已经有了一定的创新和发展，但仍然需要专家学者对其进行进一步的分析，掘进巷道的安全不仅是实现煤炭安全开采和运输的前提，同时也是煤炭开采人员生命安全的最直接保障，促进该项技术的改革和更新，从而保证煤矿采矿工程的可持续发展。

参考文献

[1]蒋力帅.工程岩体劣化与大采高沿空巷道围岩控制原理研究[D].北京中国矿业大学，2016.

[2]丁国峰.沿空动压巷道围岩稳定性分析及非均匀支护技术研究[D].北京：中国矿业大学，2014.