采礦工程巷道掘進和支護技術運用

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摘要：文章主要介紹煤礦工程巷道掘進方法以及掘進施工的注意事項，并在此基礎上深入探討錨桿支護技術的影響因素，希望可以不斷提高錨桿支護技術的應用范圍，確保掘進巷道圍巖的整體穩定性和可靠性，確保煤礦綜采過程的順利進行。

關鍵詞：煤礦工程；巷道掘進技術；支護技術；具體應用

0引言

在煤炭采礦工程掘進施工過程中，需要利用專門的掘進設備進行破煤與裝煤作業，并且將煤炭運輸到指定位置，煤礦巷道掘進機是最常用的掘進設備，不僅安全高效同時配備了完善的運輸設備，可有效提高掘進效率和采煤效率。但是不可否認的是，煤礦巷道掘進工程系統且龐大，需要工作人員對掘進過程進行詳細規劃，才能最大程度的保證巷道安全。當巷道空間脫離于巖層時，必須采取合適的支護技術對采掘巷道進行支護與加固。錨桿支護技術是全球煤炭行業應用最為廣泛的支護技術，能夠為巷道掘進技術的應用奠定堅實基礎。

1煤炭采礦工程巷道掘進技術與錨桿支護技術應用的影響因素

1.1巷道圍巖強度

在巷道掘進過程中，技術人員必須結合實際情況最大程度的為綜采巷道提供保護支撐，切實保障煤巖體的整體穩定性，這也就要求技術人員必須要對圍巖的堅硬程度進行深入考慮。如果在錨桿支撐作用力不斷增加時，圍巖可以提供足夠的荷載力，那么就會取得較好的支護加固效果，能夠保證頂板位移出現較小變化。所以，在巷道掘進和錨桿支護技術應用過程中，巷道圍巖強度是工作人員需要詳細考慮的因素之一[1]。

1.2地應力

在煤礦掘進過程中礦山壓力會發生相應變化，并對煤炭的安全開采帶來一定不利影響。例如，如果在掘進過程中出現圍巖變形、斷裂或者位移，都會對人工支護結構帶來更大壓力，嚴重時甚至容易引發塌陷事故。也就是說在礦山壓力的作用下，人工填充物、支護結構、煤層與圍巖之間會存在著不同的力學擠壓現象，也就是常說的礦山壓力顯現。礦山壓力顯現會嚴重威脅煤炭開采的安全性，需要技術人員采取有效措施緩解和避免這一問題的產生。通常情況來說，在煤炭的掘進過程中，技術人員必須要合理處置采空區并選擇適合的支護結構，從而有效控制應立場改變與圍巖變形，確保煤炭開采的安全進行。掘進與回采是煤炭開采的重要環節，對于回采工作面來說，應用支護技術的最主要目的就是控制好頂板巖層，避免頂板冒落和坍塌，所以采空區處理與工作面支撐保護統稱為頂板管理的支護技術。

1.3巷道斷面形狀與尺寸

在煤炭采礦工程巷道掘進施工過程中，需要技術人員詳細計算巷道四周的圍巖應力，然后結合實際情況進行科學的支撐與調整。因為在巷道掘進施工過程中不同的斷面形狀對應著不同的應力分布，若想起到最大的支護效果，就必須科學控制斷面形狀，從而實現對應力分布的優化調整。

2煤礦巷道掘進技術應用要點

2.1做好地質勘察工作

在煤礦巷道掘進施工之前，技術人員必須對地質構造和周圍環境進行詳細勘察，并且能夠對在掘進過程中的所有不利因素了然于胸，同時采取有效措施進行預防與處理，最大程度的提高掘進效率與掘進安全性。例如，煤礦企業可以采用三維地震綜合勘探技術，為掘進方案和掘進技術的選擇提供詳細的數據參考。

2.2做好瓦斯排放工作

在煤炭采礦工程巷道掘進施工時，工作人員不僅要對支護技術與支護方案進行深入考慮，同時也要對掘進環境進行全面分析。因為在煤礦巷道的掘進過程中，不可避免的會產生瓦斯氣體，一旦瓦斯濃度超限極易引發爆炸事故，要求技術人員必須采取科學方式做好瓦斯排放工作，并對巷道中的瓦斯含量進行動態監測，確保掘進環境安全。

2.3做好通風防塵工作

在煤礦巷道掘進過程中，巷道中會漂浮著大量的煙塵粉末，為了確保掘進工作的順利進行，切實保障掘進工作者的人身安全，要求工作人員必須精準計算巷道中的最大通風量，科學設計通風系統，確保巷道內部風壓符合施工要求。同時能夠利用通風機盡可能多的排除有害氣體和灰塵，確保巷道內溫度和濕度適宜。

3常見的煤炭采礦工程巷道支護技術

3.1錨索支護技術

如果在煤礦巷道掘進過程中存在軟巖情況，因為軟巖結構的穩定性較差并且極易發生形變，因此必須需要采取有效的支護措施對巷道結構進行支護。錨索支護技術能夠有效應對軟巖結構，能夠提高軟巖結構的整體穩定性和可靠性。

3.2錨桿支護和錨注支護技術

軟巖是一種十分常見的圍巖類型，為了最大程度提高巷道支護效果，工作人員就可以利用強度較高的錨桿，并對錨桿施加一定的預應力，以此來提高圍巖的承載性能，降低圍巖的剪切變形。錨桿支護技術是現如今最為常見的巷道支護技術，不僅成本較低同時應用簡單，能夠結合圍巖形變量適當調整支護強度。但是在高應力的制約下，并非所有的錨桿支護都能呈現出主動的支護效果。錨注支護方式則主要采用灌漿的方法來提高圍巖的荷載力，同時也可有效提高圍巖抵御地下水侵害的能力[2]。

3.3U型鋼支護技術

巷道在掘進過程中很容易在高應力的作用下發生變化，通過加裝金屬支架可有效降低應力對巷道的影響。U型鋼支護技術在應用過程中對金屬支架的伸縮性有著極高要求，一旦圍巖發生變形可迅速起到支護效果，但是卻無法在圍巖變形前進行提前支護。巷道在掘進過程中面臨著十分復雜的地質環境和圍巖環境，如果圍巖為深部軟巖，那么支護難度會被進一步增大，如果單純的采用上述某一種支護方法，支護效果并不理想，所以現如今已經形成了錨桿錨索聯合支護及錨注網、錨噴網聯合支護技術等，將不同的支護技術進行聯合使用，可以促進每一種支護技術發揮出最大價值，可明顯提高支護效果，因此現如今已經在煤礦掘進過程中有著重要應用。

4煤炭采礦工程巷道錨桿支護技術應用

錨桿支護的最主要作用就是對圍巖進行保護，同時能夠對破碎離層與圍巖裂縫變形進行優化控制。錨桿支護技術在應用過程中可以保證支護區域內的圍巖具有良好的穩定性和承載力，同時能夠利用錨桿將地質應力進行分散，避免應力集中。錨桿支護技術在應用之前技術人員要強化支護網支撐剛度，并增加薄弱部位的錨桿支護數量，最大程度的提升圍巖表面的支撐約束能力，同時限制巷道破碎區的縱向延伸量。如果巷道情況較為復雜，為了提高加固效果可以進行二次支護加固，如此一來不僅可以有效提高圍巖的支撐保護強度，同時也可在一定程度上實現支護網的柔性操作，那么一旦圍巖出現破碎或者變形等緊急情況時，就可以適當釋放圍巖能量，最大程度的保證巷道掘進安全[3]。

4.1使用配套的錨桿支護體系

為了提高錨桿支護效果，工作人員一定要嚴格把關螺母質量，一定要使用錨桿專用螺母，以此來提高錨桿支護結構的整體抗壓能力。

4.2加厚錨桿托盤

錨桿支護技術在應用過程中很容易出現托盤變形的情況，所以工作人員一定要結合巷道掘進的實際情況適當增加錨桿托盤的厚度和強度，確保其抗變形能力符合施工要求。

4.3采用動態監測技術

動態監測技術可以及時發現錨桿支護技術在應用過程中存在的薄弱環節與安全問題，并且實現精準定位，工作人員可以以此為依據優化調整支護方案，不斷提高支護結構的支撐強度，確保掘進過程的順利進行。

5結語

綜上所述，為了實現煤炭的高效安全開采，要求煤礦企業的工作人員必須對巷道的掘進技術和支護技術進行深入研究，促進技術的最大應用。掘進巷道的安全不僅是實現煤炭安全開采和運輸的前提，同時也是煤炭開采人員生命安全的最直接保障，所以為了推進我國煤炭行業的長遠發展，就必須要求技術人員對現有的掘進技術和支護技術進行創新與完善，為安全生產奠定技術基礎。

參考文獻

[1]蔣力帥.工程巖體劣化與大采高沿空巷道圍巖控制原理研究[D].北京:中國礦業大學,2016.

[2]丁國峰.沿空動壓巷道圍巖穩定性分析及非均勻支護技術研究[D].北京:中國礦業大學,2014.

[3]李亞鐵.論采礦工程巷道掘進和支護應用[J].中國石油和化工標準與質量,2021,41(01):114-116.

作者:史博 單位:山西懷仁聯順璽達柴溝煤業有限公司