煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究

杨超 陈世飞 崔明

摘 要：煤矿开采活动对于地区经济发展具有十分重要的支撑作用，因此，本文从煤矿开采过程中的巷道掘进和支护工作出发，首先进行了定义上的概述，进而分析了两者对于煤矿开采的重要性，阐述了巷道掘进和支护的应用现状，在此基础上，针对巷道掘进和支护应用提出了相关的原则和对策，希望通过本文的论述，可以加强对于煤矿开采期间的巷道掘进和支护应用的研究。

关键词：煤矿;采矿工程;巷道掘进;支护应用

在我国现阶段的能源结构之中，我国主要的能源形式还是火电，而火电的实现主要依靠煤炭，因此，煤炭的开采与生产对于地区经济发展和能源结构的稳定都具有着十分重要的作用，而煤矿开采之中的任何一个环节都能够对煤矿开采活动产生重要影响，以巷道掘进和支护为例，如果这一工作出现失误，轻则导致煤矿开采受阻，重则产生生产事故，因此，亟需加强对于煤矿开采巷道掘进和支护的研究。

一、巷道掘进与支护工作概述

巷道掘进是巷道支护的基础和前提，当前普遍采用直眼掏槽和斜眼掏槽相结合的方式进行掘进施工，如果煤矿巷道所经岩层具有较多的软岩夹层，则多利用斜眼掏槽方式，而如果掘进期间的炮眼断面较大，还需要在掘进的过程中通过增加辅助眼的方式来推动掘进工作的顺利开展。在实际的巷道掘进工作期间，使用哪一种技术需要与实际的巷道掘进任务、掘进要求和掘进设备相结合，才能够选择最优的掘进方式，从而提高掘进的效率，与此同时，将掘进施工设备与煤矿回采设备组合起来，提升煤矿掘进的进度。

巷道支护工作以巷道掘进工作为基础，巷道支护工作的开展需要考虑煤矿周围的地质环境和地质构造，在正常的情况下，巷道支护需要以預留的煤柱为中心，因此，这就要求在巷道掘进期间，要保障巷道的上、下区段都存有预留煤柱，降低巷道的支撑压力。与巷道支护工作一起开展的还有排水和通风结构的处理，处理煤矿巷道期间，需要明确煤柱的位置，确保巷道支护和巷道施工的稳定性，简而言之，巷道支护工作开始前，应该搜集并分析巷道掘进工作之中留下的数据，并且做好各项数据的处理工作，从而提升巷道掘进与支护的效果。

二、巷道掘进与支护的重要性

巷道掘进工作并非随便掘进，而是需要分析当地煤矿的地质环境和地质构造，在此基础上找到合适的岩层和合适的角度进行掘进施工，从而借助岩层结构自身的支护力量形成安全的巷道空间，在巷道掘进的过程中，为了确保巷道本身的安全性，也确保后续的掘进、开采能够顺利开展，必须对巷道进行支护处理，这时候就需要用到支护技术，通过支护来提升巷道的稳定性1。

不管是巷道掘进还是巷道支护，其本身目的都是为了煤矿开采的有序进行，从而使得煤矿内部的煤炭能够顺利开采并且输送至外部，因此，巷道掘进和支护的第一要点是安全。在巷道支护技术的应用过程中，由于巷道本身所在的岩层往往会有一定比例的软岩，因此，软岩可能导致巷道出现损坏的问题，这就需要借助锚杆进行支护处理，并且结合巷道的走向和构造，采取多样化的支护方式，共同提升支护的效果。

三、煤矿开采中巷道掘进与支护现状及问题分析

3.1地质构造问题

煤矿之中不可避免地会出现软岩，软岩可以分为地质软岩和工程软岩，地质软岩主要由自然因素影响而形成，地质软岩的强度低、胶结程度差，软岩之中掺杂着大量的土质矿物，泥岩、页岩、粉砂岩都是典型的地质软岩，而工程软岩则主要是由于施工活动而形成的，如果施工活动所产生的工程力超过了岩层本身的荷载，就会使得岩层发生显著塑性变形而形成工程软岩，软岩的存在势必影响巷道的安全性与稳定性，因此为了确保后续施工得以有效开展，就必须对巷道进行支护，因此，地质构造问题是影响软岩的首要因素。

3.2应力因素

地质结构的压力是巨大的，地质结构本身可以为巷道的掘进提供强大的支撑力，但是一旦煤矿工程的荷载力超过上限，就会导致岩层断裂，这时候的地质结构产生的应力就会成为威胁巷道施工和掘进的重要因素，与此同时，如果煤矿处于山体下方，山体本身的压力也会大大提高煤矿开采的危险程度，往往会导致巷道岩层受到挤压而断裂变形，甚至出现岩层塌陷的事故，因此，必须首要考虑应力的因素，缓解或者解决掉煤矿巷道掘进之中产生的应力2。

3.3工程技术因素

在当前的开采活动之中，主要的开采方式包括综采和炮采，炮采主要分为破煤、装煤、运煤和支护等环节，设备较为简单，安装便捷，但是在具体的开采过程中，对于炮眼的位置要求较高，因此，就需要专业的技术人员对炮眼位置进行计算，从而选择最优位置。此外，顶板也是炮采的关键因素，必须做好对顶板的预设工作，提高安全性，保障最后的煤炭开采的顺利进行。

在利用综采技术进行巷道掘进的过程中，需要对大断面进行连续采掘施工，并且结合煤矿周围的地质特点和岩层特点选择恰当的技术，配备相应的后勤设备和输送设备，合理控制好不同阶段的掘进进度。

四、巷道掘进和支护的要点与原则

在巷道掘进期间，为了确保巷道掘进施工的安全性和稳定性，必须针对巷道掘进技术、通风工作、巷道支护进行重点关注。

当前大多数煤矿的巷道掘进都采取综合机械化采掘技术，即综采技术，利用综采技术，可以保持持续性、高效率的采掘作业，在施工期间，作为煤矿企业也应该根据具体的施工环境和岩层构造选择合适的技术进行巷道掘进施工，以此确保施工的有效性，例如，在进行大断面的连续性采掘时，就需要借助间断运输的方式控制采掘进度，而非持续采掘，与此同时，要做好供电系统和运输系统的配备。

除了巷道掘进技术的选择之外，在煤矿采掘和巷道掘进期间，通风工作是极为重要的一点，如果通风工作做不好，轻则导致巷道掘进受阻，重则导致煤矿内部产生瓦斯中毒甚至瓦斯爆炸的惨烈事故，造成恶劣的社会影响和严重的生产事故。因此，在掘进时，要坚持边掘进边检测，确保不会发生矿内的瓦斯气体泄漏和瓦斯浓度超标，与此同时，做好通风工作，以此使得能够将发现的瓦斯气体及时排出矿井之外。针对瓦斯气体和通风问题，也应该做好紧急预案并且能够对瓦斯浓度升高的问题进行及时处置。在现阶段的煤矿掘进之中，大多数通风设备均采取压入式通风机，这就需要精确计算通风机的数量，将通风机设置在合适的位置，使得风筒发挥合适的作用，有效发挥通风系统的功能。针对支护工作，前文已经进行了论述，本节不再进行赘述。