煤矿采矿工程巷道掘进支护技术研究

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摘要：我国煤矿资源在经由多年的开发以后，浅层资源逐步被开发，而更多的煤矿资源集中在深层，在煤矿生产规模日益扩大的过程中，随着开采条件的日益复杂与恶劣，人们对巷道掘进与支护技术提出了更高的要求，必须要在保障煤矿安全开发的过程中，选择最佳的掘进与支护技术，提高煤矿资源开发的整体效率，为煤矿企业赢得更大的发展契机。基于此，分析了煤矿采矿工程中巷道掘进与支护技术的具体应用，有利于为煤矿资源开发提供技术支持。

关键词：煤矿采矿工程；巷道掘进；支护技术；应用

1.巷道掘进与支护技术应用的重要性

在煤矿资源的开发过程中，由于很多煤矿资源处于地下复杂的环境条件下，在开采过程中存在着诸多的不确定性风险，为保障煤矿资源的顺利开发，煤矿企业需要在作业之前进行详细的开采流程制定，进而在此基础上保障开发工作的顺利进行，保障开发的安全性。地下开采作业中，采矿人员必须要结合现场的实际情况，结合煤矿的分布条件，做好施工地下的场地支撑，进而为资源开采创造相对安全的环境条件，使得在整个的煤矿资源开发过程中，相关人员能够及时将煤炭开发出来的煤炭运送出去，而在此过程中，对于支架保护方法的要求相对较高。巷道掘进与支护技术的应用是为了保障煤炭资源的高效开发，通过这些技术的科学应用，能够使得开采作业稳步进行，并结合实际的工期要求，保障作业的安全性、高效性。煤矿所处的地下环境相对复杂，在资源开发过程中常常会存在诸多的限制，极易诱发现场塌方等安全事故，只有保障了掘进与支护技术的科学应用，才能够从根本上预防各类事故的出现，为开采作业创造相对安全的井下环境。

2.煤矿采矿工程中巷道掘进与支护技术的要点

（1）做好地质勘探工作。在煤矿资源的开发过程中，为保障资源的顺利开发，提高作业的安全性，必须要注重巷道掘进与支护技术的科学应用。而技术应用的前提就是有关人员需要切实做好煤矿采矿工程现场的地质勘探工作，只有在掌握了工程现场的地质条件以后，方可在多种的掘进与支护技术中选择最符合现场地质条件的技术，以保障技术的科学应用。因此，无论是任何的煤矿采矿工程，在实际的开采作用中，都需要切实做好煤矿相应的地质勘探工作，应用科学的勘测技术，保障工程现场地质勘探资料的完整性与准确性，使得整个的开采作业能够顺利进行，煤矿采矿工程的地质勘探过程中，可以充分应用三维地震勘探方式。（2）综合机械化掘进。煤矿的开采作业中，巷道掘进与支护作为其中的关键环节，在实际的施工作业中，往往需借助于专业的机械设备来完成。掘进机械的选择与应用在很多时候会对开采作业起到关键性的作用。现阶段，随着技术的进步，掘进机械也日益进步，且不同的掘进机械适用于不同的条件，在煤矿采矿工程中，采矿企业需结合现场的实际情况，来进行掘进技术、掘进设备的选择，如综合技术掘进、半煤半岩石技术掘进、全煤岩技术掘进等都是应用较多的技术，而掘进设备上，可以选用悬挂式掘进机、转换机与电钻机械等的配合来完成。总之，煤矿采矿工程中，相关人员必须要结合采矿工程的具体情况，选择掘进技术与设备。（3）瓦斯的排放在煤矿采矿工程中，瓦斯浓度超过了正常的限值将会使得采矿工程面临较大的安全威胁，因此，在掘进与支护技术的应用过程中，同样需要注重瓦斯的抽放，将矿井内的瓦斯浓度控制在合理的范围内。在煤矿掘进作业开始之前，专业人员必须要详细了解煤矿通道内是否存在瓦斯，是否需要进行瓦斯的抽取，如果抽取方式应用不合理，或者抽放不彻底，都会在后续的采矿工程中出现较大的安全事故。（4）做好通风防尘工作巷道掘进的过程中，往往会伴随着大量的粉末，甚至会出现一些有害气体，比如二氧化碳，这种情况下，必须要及时对这些有害气体、粉末进行处理，一旦处理不及时，可能会对采矿作业人员的身体健康产生严重的威胁。通常条件下，针对这种方式最为有效的处理就是进行通风防尘，在井下相应的位置进行排风装置的设置，在排风装置的安装过程中，主要包含了设备通风与自然风，在安装的过程中需妥善处理好二者之间的协调关系，使得进入矿井内的风量能够满足实际的需求，创造更为安全、稳定的井下作业环境。在一些矿井作业中，还可以利用吸尘机来进行粉尘的处理，以降低井下通道内粉尘的含量。

3.煤矿巷道掘进和支护技术的应用

(1)综合机械化掘进技术在煤巷中的应用煤矿巷道掘进作业中，综合机械化掘进技术的应用极其广泛，而在这一技术的应用过程中，大多数的煤矿企业都会选用悬臂式掘进机作为主要的机械设备。在具体的应用过程中，此机械设备还会与转载机、锚杆钻机等充分配合。如果在综合机械化掘进技术的应用过程中，所选用的掘进机械性能越好，就越能够保障掘进的效率。因此，现阶段煤矿生产过程中悬臂式掘进机的充分应用，在一定程度上保障了较高的作业效率，有效实现了资源的合理应用。(2)连续采煤机掘进技术在大断面煤巷的应用一些煤矿的开采作业中，有时会遇到大断面煤巷的情况，这种煤巷的作业环境相对特殊，在挖掘作业中，连续采煤机更为适用，在具体的应用过程中，相关人员需结合现场的具体情况，来对相应的流程加以优化，使得掘进作业更为安全与高效。连续采煤机与其他的设备有所不同，其本身的截割宽度较大，在作业时可以实现集煤、装运与运走的集成，工序更为简单，有效避免了大断面对掘进工作的不利影响。大断面煤巷环境下如果采用的是连续采煤机来进行掘进，一般需分上下两层来进行，这种分层掘进的方式对工艺流程实现了优化，利用画弧的方式能够确定大圆半径，保障成型效果。(3)锚注支护技术在软岩动压巷道的应用软岩动压巷道作业更为复杂，为保障掘进与支护工作的顺利推进，采矿作业人员需在实际的工作过程中，以锚杆支护技术为基础，利用注浆巩固技术，形成锚注支护技术，这一技术是传统技术上的创新，能够充分发挥锚固技术与注浆技术的优势，利用注浆的方式来改善软岩的性能，从而使得软岩的强度有所提升。在煤矿采掘作业中，如果面临的是软岩的作业环境，通过锚注支护技术，能够大大减少软岩破碎的发生，提高岩壁的稳定性，进而使得整个的采矿作业更为安全。(4)全螺纹锚杆支护技术的应用全螺纹锚杆是全螺纹锚杆支护技术的关键，这种锚杆的性能相对特殊，可以有效避免传统锚杆支护技术下存在的各种问题。与普通的锚杆相比，全螺纹锚杆的应用过程中省去了对螺纹的二次加工与紧固环节。在具体的应用过程中，也就保障了锚杆强度的均匀分布，全螺纹锚杆技术的具体应用过程中，基本上不存在侧压力集中所引发的薄弱截面断裂情况。此外，全螺纹锚杆的生产成本较低，可以被广泛地应用于各类巷道中，应用不仅实现了巷道支护成本的控制，还使得巷道支护工序大大减少，保障了巷道支护质量。(5)沿空留巷技术在巷道的应用以某煤矿采矿工程为例，主采煤层为单一高瓦斯突出煤层，采矿作业区域内的防突难度相对较高，在巷道掘进的过程中，安全性难以保障，且掘进速度相对较慢，整体的掘进成本相对较高。现有工作面接替顺序为跳采，这种情况下，可能会造成孤岛工作面的形成，突出煤层中的孤岛工作面掘进、回采过程中煤与瓦斯突出的现象会导致严重的安全威胁，再加上采深较大，开采事故发生的概率相对较高。从此煤层分布的实际情况来看，大埋深突出煤层巷道、采掘接替紧张是造成掘进、支护技术难度较大的直接原因，而在此开采条件下，利用沿空留巷技术能够有效解决此类问题。综合分析此采矿工程现场的实际情况，在沿空留巷技术的应用过程中，充填留2106机巷，充填流程主要包含了矸石破碎、矸石仓、皮带运输、螺旋输送机加胶结料、混合搅拌、上充填运输机、矸石充填、矸石挤压强化、移架、下一循环充填。而巷道支护主要包含了超前较强支护、巷内加强支护、巷道整修。在留巷整修施工环节，有关人员需从工作面切眼处开始留巷，将此作为下一个工作面的风巷。整修工作中，沿空巷道的整修作业一般在工作面120m后的位置处，但是其具体的距离需根据现场矿压观测的结果来决定。巷道整修时，由于巷道内有输送充填料的吊挂式皮带，可以直接将矸石装入皮带运送到输充填地点来完成充填作业，在整修结束以后进行轨道的铺设。

4.结束语

近年来，各个煤矿采矿工程的实施过程中，对于掘进与支护技术都提出了更高的要求，为了保障采矿作业的高效进行，避免采矿工程实施中各种不利因素的影响，相关人员在实际的工作过程中，需结合现场的环境条件，选择恰当的掘进与支护技术，还需要不断地加强使用现代科学技术，提高采矿作业的整体效益。

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作者：陆伟田 单位：阳泉煤业集团长沟煤矿有限责任公司