煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术分析

李旭

摘要：我国经济水平和我国煤矿行业的快速发展，煤炭是我国的重要资源之一。煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术面临着越来越多的挑战，如地质条件复杂、围岩变形大、地应力高、瓦斯危险、粉尘污染等。这些问题不仅增加了巷道掘进和支护的难度和成本，也对煤矿生产安全构成了威胁。因此，研究煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用情况和改进方向，对于提高煤炭采矿工程的技术水平和经济效益，保障煤炭资源的可持续开发利用，具有重要意义。

关键词：煤炭采矿工程；巷道掘进；支护技术

引言

在煤矿生产中，快速掘进工艺是提高煤矿生产效率和经济效益的重要手段。煤矿巷道快速掘进工艺已经成为煤矿科学技术研究的热点问题。为煤炭企业提高生产效率和降低生产成本提供科学依据。未来，随着采煤机智能综采设备的使用，煤矿巷道快速掘进系统也应朝着智能化方向发展研制，智能掘锚一体机系统集成平台必定是未来的重要研究方向。

1巷道掘进支护技术的研究意义

从煤炭资源开发的角度来看，我国出台了相关的煤炭资源安全生产政策，并在运用中不断的对其完善。在掘进设备不断提升的过程中，需要对煤矿巷道顶板及围岩进行稳定性维护工作，这就需要相应技术和设备的支护。然而，如果在煤矿顶板和围岩的支护过程中同时实施掘进与保护，将会大大降低煤矿掘进效果并增加成本。所以，为提高煤矿利用效益，提高煤炭资源利用率，必须优化和创新支护模式。通过对支护技术、支护工艺以及支护装备的完善与提高，不但能够充分缩短支护作业所耗费的工时，减轻施工的强度与压力，提高支护作业的准确性，且能够全面保护工作人员的生命安全。另外，对巷道掘进支护工艺的研究与探讨，不但能够为巷道掘进支护方式的优化提供重要借鉴，还能够全面提高煤炭开采率和开采的安全性。

2煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用要点

2.1棚式支护技术

棚式支护是一种广泛使用的巷道支护技术，其具有应用便捷、成本低、稳定性良好、实用性强等诸多优势。该技术应用过程中，需要准确掌握围岩状态，了解围岩移近量及相关指标参数，然后利用数据分析、概率分析等数据处理方法，对巷道预期围岩移动量数值进行科学计算，在此基础上，结合巷道埋深、顶板岩层平均单向抗压强度、底板岩层平均单向抗压强度值等施工参数，对支护架承载力、棚距等技术参数进行合理确定，以此确保支护效果。

2.2巷道修复支护技术

巷道修复支护技术对于加固巷道、提升稳定性具备显著功效。在技术层面，工程师及技术人员需要对巷道规模、用途以及运营要求等各项因素进行评估和分析，灵活选用修护技术以及修护支护方案。首先，需要对巷道结构进行评估，对巷道变形、裂纹以及岩石稳定性进行合理评判，通过前期设立的巷道监测系统，结合巷道形变状况，制定巷道修复技术方案，并提供数据支持和帮助;其次，工作人员需要选用材料，比如钢筋混凝土、喷射混凝土、锚杆和钢架等，通过考虑不同材料的强度、黏接性能以及防腐性能，对修护支护方案进行优化革新;最后，在施工过程中，可采取不同的施工措施，比如可利用喷射施工、高压灌浆施工或锚杆固定施工，改良原有支护结构的理化指标，增强支护性能。因此，从宏观层面上讲，开展巷道修复支护管控工作需要考虑多项指标和多项因素，比如在对巷道进行修复支护管控过程中，预注浆支护技术应用较为常见，工程师在使用技术过程中，需要对巷道围岩结构进行改善和优化，通过注入胶结材料，提升整个结构的稳定性，增强抗地压破坏的能力;之后，通过永久性支护措施提升结构稳定性。在支护管控过程中，可将注浆加固与其他巷道支护形式融合使用，改善围岩岩性，减少形变。但是在施工过程中，需要对围岩中存在的裂纹、缝隙进行严格控制，保证相关注浆材料能够深入缝隙，提升支护结构牢固性。

2.3岩石锚杆技术

在地质条件复杂的巷道掘进中，岩层的稳定性常面临较大挑战。岩石锚杆是一种在巷道内钻孔后插入岩石的钢筋，通过注浆或预应力技术进行固定，增强巷道围岩稳定性。岩石锚杆技术可以有效增加巷道的支撑强度，抵抗地层的变形和滑动。这种支护措施可以应用于不同类型的岩层，适用于多种地质条件下的巷道掘进。岩石锚杆技术还具有施工简便、支护效果显著等特点，对于提高巷道稳定性、减少地质灾害具有重要意义。

2.4临时支护技术

在煤矿巷道掘进过程中，临时支护技术是在全面支护工程之前使用的支护技术。一般而言，在实际的煤矿巷道掘进过程中，临时支护技术是必须运用的支护技术，支护方式相对简单，一定程度上保障了前期的巷道掘进安全性。临时支护主要运用前探梁作为主要支护方式，但临时性支护技术还面临某些缺点和问题需要重点关注。临时支护虽然技术简单，但支护作用薄弱，保护效能低下，无法在巷道掘进中长期使用，因此仅作为临时支护。在实际的施工中，施工人员需要对其进行定期更换，保证施工的安全性。金属临时支护技术的运用，可起到长效保护的作用。一方面，延长了支护的时间；另一方面，支护方式简单，同时增加了支护强度和功能，装卸也比较便捷。由此，金属临时支护装置受到广泛的使用。但在具体的使用中，需结合实际情况和服务年限的要求，对在工程中运用的背板材料进行重点分析。木板和钢材作为临时支护的材料，在临时支护技术中多使用前探式临时支护技术。在实际的操作中，结合环境确定前探支架的长度、数量等数据信息，运用平行布置的方式进行固定，每个板的需要至少两个点进行固定，保证支护的作用发挥。

2.5锚杆支护技术

在煤矿巷道掘进中，选择适当的支护技术至关重要，而具有经济性和适用性强特点的锚杆支护技术通常是一种经济且效果显著的选择。锚杆是一种坚固的材料，可以有效地支撑巷道的岩壁，减轻开采带来的应力和变形。由于锚杆的成本相对较低，所以在煤矿中得到了广泛的应用，特别是在巷道的初期支护和维护中，使用锚杆可以降低工程成本，提高经济效益。此外，锚杆支护技术在修复和防护巷道方面发挥了关键作用。煤矿巷道在长期的开采过程中可能会出现各种问题，如岩壁的位移、开裂或破损。在这种情况下，锚杆支护技术可以被用来修复受损的巷道结构，通过加强对巷道岩壁的支撑防止进一步的破坏，从而延长巷道的使用寿命。

3煤矿巷道快速掘进工艺的改进与优化

1）支护工艺优化。增加顶支护钢带和W型钢带的排距，缩短左旋无纵筋螺纹钢筋锚杆的长度，增大左旋无纵筋螺纹钢筋锚杆的直径。这样可以增加锚杆的力学性能，减少钢带的使用，从而简化支护工艺流程，缩短了支护施工作业时间，进而加快掘进速度。2）运输系统优化。采用高强度运输皮带，提高巷道掘进产生的煤流运输速度，减轻煤储容量的压力，可以保障采掘作业的质量。3）配件材料仓库优化。在盘区建立配件储备室，常备有掘进机械易损件的配件，一旦机械发生故障，能尽快处理更换受损件，防止因故障而导致掘进工作长时间停顿。

结语

巷道掘进与支护施工是煤矿采矿工程施工建设的关键性环节。新时期背景下，为更好地保障采矿工程建设生产的安全性和稳定性，煤矿企业及相关施工单位应该高度重视巷道掘进与支护施工环节，在明确施工影响因素的基础上，准确掌握掘进与支护的主要技术和实施要点，以此最大限度保证巷道掘进与支护施工的质量。

参考文献

[1]李泽林,余猛.采矿工程巷道掘进和支护要点[J].当代化工研究,2023(07):125-127.

[2]罗瑞鹏.煤矿采矿工程巷道掘进与支护技术措施探析[J].当代化工研究,2023(03):107-109.