有关煤矿巷道掘进及其支护探析

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【摘 要】 随着煤矿开采规范化程度不断加深，关于在其工程过程中的技术也不断改革。工艺技术的运用不但大大提高工作效率，而且还对安全生产起到极重要的保障意义。本文结合煤矿巷道实例对掘进技术以及使用到的支护方法进行阐述，对支护的其他方式也进行了一并介绍。

【关键词】 煤矿巷道 掘进技术 支护技术

1 引言

在煤炭开采过程中，如何保持煤矿巷道掘进环节中的通畅与稳定，是保障煤矿建设与生产安全的基础，随着地质条件不断复杂化，开采难度不断增加，尤其需要严格而先进的支护技术，并且因地制宜，根据实际情况选择使用可行的生产技术。

2 煤矿巷道掘进施工技术

几十年之前，我国在煤矿开采方便的技术就进行了大规模的改革，尝试把巷道布置在煤层中，这样能够更加直接地进行煤炭的开采，同时也能大大提高工作效率。当时这种技术使用率约在70%以上。目前我国主要采用的煤矿巷道掘进技术有悬臂式掘进机和单体锚杆钻机配套作业，这种综合机械化掘进方式已经在我国的重点煤矿中得到广泛应用，适用范围较广；第二是采用连续采煤机和锚杆钻车配套作业法，在我国的北方煤矿中使用较多，主要是指掘进机连续作业，采用多巷掘进交叉换位试工方法；第三种则是掘锚机掘锚综合的方式，目前发展还欠进一步研究，在未来的发展前途非常好。[1]

3 巷道支护原理

从原始的木质支护开始走向了现代化支护方式转变，经过了砌碹支护的方式，通过对优点与缺点的比较，在实践中又开始使用型钢支护，在这一过程中，研究不断深入，带来的社会效益与经济效益也非常好。现代工程中使用的棚式支护方式，能够很好地克服之前的支护方式所存在的缺点，大大减轻劳动者的强度，从而提高经济效益。[2]

4 煤巷支护方式简介

（1）砌碹支护：砌碹支护应用时间相对较长，但总体较为粗糙，已经不再适合当前的经济工程发展。只不过还有少量会存在于一些硐室与大巷的工程中，此类砌碹方式包括料石支护与混凝土砌块支护等，属于典型的刚性被动支护方式，成本非常高，而且施工的速度慢，劳动强度大，基本没有效率可言，不能适应于围岩大变形的情况，目前基本已经淘汰。（2）棚式支架：在上个世纪九十年代，棚式支护开始经过了大量发展期。在当时的煤矿施工中，此种支护方式约占到总体的80%以上。按照材料来分，可以将此种支护类型分为木质支护、钢筋混凝土支架以及金属支护。在这些各类中因为安全、寿命的问题，木质支护与混凝土支护方式已经逐渐被淘汰。金属支架中，分为工字钢、U型钢支架；棚式支架属于被动支护，在新的形势下有可能会被其他的支护方式取代。U型棚支护技术是一种典型的棚式支架支护方式。在这种技术运用过程中，需要结合注浆技术的运用与锚索安装的手法进行。只有把所有的环节都联合起来，才能起到最好的应用。图1为典型的U型棚加工图，已经在多某矿业公司运用。采用U型棚支护重点是对钢结构的U型钢棚进行加工。在距棚腿顶端约30公分处烧焊略大直径，方便打锚索。使用的锚索规格主要为17.78×6300毫米，应用的托盘规格为200×200×10毫米球结构，安装时的预应力应该保持大于8吨。在打眼时采用一定强度型号的的风钻进行打眼，同时配套六棱钢钎和直径Φ36mm的一字钻头进行钻眼。某斜巷主要是采用的钻爆法进行的巷道掘进，爆破采用一次性，最小的抵抗线高于0.35米，在通过此过程可以检验注浆效果是否良好。[4]（3）应力控制技术：将巷道布置在应力降低区，或者使用人工卸压措施，让周边的高应力不断向深处进行转移，从而有效控制巷道内的围岩应力。通过布置的优化，可以大大改善巷道内的受力情况，人工控制手法主要有切缝、钻卸压孔等方式，目前尚没有广泛应用的主要原因是施工方法较为复杂。

5 巷道喷锚技术在煤矿中的应用

在实际的煤矿开采过程中，对于地形复杂的情况，也可以采取喷锚技术进行支护。在这一技术中混凝土的回弹率高现象比较容易出现。甚至有可能会达到50%，大大影响了支持质量。如何减少回弹率是喷锚技术中的重点。研究表明正确控制好喷射风压对其的影响较大，可以有效保证混凝土的质量。通过以下来计算风压：

空载压力=输料管长×0.012×105Pa

工作压力=输料管长×0.012×105Pa+1

通过调节喷头与喷面的距离关系，可以有效保证喷射混凝土的回弹率低不少，而且还可以得到应有的强度，距离最好保持在0.8至1.2米之间。同时需要注意喷头的方向与喷射面垂直时，回弹率会比较低，喷射角需要始终与喷射方面垂直。

在喷锚技术应用中会使用到砼喷射机与注浆泵，同时还会使用到砼搅拌机、灰浆机与张拉机，这些设备需要根据特定的施工地质条件与工程量来确定。喷锚技术中应该注意以下问题：（1）将岩面找平后再安装托板，让托板和岩面全部接触，会使托板受力均匀，增强承载能力。（2）锚杆孔的直径与锚杆的直径应该配合适当为好。（3）螺帽要用扳手尽量拧紧，使杆体中产生较大预应力。（4）锚杆质量检查。

6 结语

随着时代进步，科技的进步，会有更多的学者加入到研究新工艺技术上面来，一些不适应当代经济发展的工艺技术将会被淘汰摒弃，同时也会有更加成熟先进的技术应用到煤矿的掘进与支护工程中来，解决现有的问题。

参考文献：

[1]宋旭斌.“2+1”双巷掘进模式在高瓦斯矿井中的应用与分析[J].煤，2011（06）.

[2]赵超杰.对实现巷道快速掘进的实践分析——以光面爆破技术为例[J].商品与质量，2011（06）.

[3]姬婧，刘宏伟，刘中元.谈巷道掘进中寻找断失翼煤层的方法[J].矿业工程，2011（03）.