煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用探析_3

煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用探析
发布时间：2022-06-01T08:27:00.789Z 来源：《工程建设标准化》2022年2月第3期作者：刘亚龙王凯
[导读] 随着社会市场经济体量的不断增加，对煤炭资源的需求量也在快速增长
刘亚龙王凯
珲春矿业（集团）八连城煤业有限公司吉林省珲春市133300
摘要：随着社会市场经济体量的不断增加，对煤炭资源的需求量也在快速增长。

我国每年都需要开采大量的煤炭资源供社会使用，极大地促进了煤炭开采技术水平的提升。

目前，煤炭开采效率不断提升，快速掘进技术作为提升煤矿开采效率的重要手段，在煤炭工程实践中得到大范围的应用。

在实际煤矿开采过程中，巷道掘进工作难度较大.为了保证开采的安全性，保证开采效率，在进行巷道掘进过程中，要结合地质、设备以及施工工艺等诸多因素，防止产生巷道围岩位移变形的现象，本文将对煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用进行探析。

详情如下。

关键词：煤炭采矿工程；巷道掘进；支护技术；应用
引言
现如今，国内多数煤矿仍旧处于地下开采阶段，所需的巷道掘进量相对较大，特别是随着先进开采、支护工艺应用到煤矿开采工作面，导致的采掘接替问题较为紧张，再加上井下地质环境较为复杂，不可控因素相对较多，巷道掘进支护过程中容易出现较多问题，各种类型的冒顶、片帮的严重制约了巷道掘进支护效果。

因此，对巷道掘进支护技术存在的问题及改进措施进行分析有着较为重要的意义。

1煤矿井下巷道掘进支护类型
1.1架棚支护
架棚支护通常在半圆拱形、椭圆拱形和圆形巷道中进行应用，主要包括U型钢棚和工字钢棚。

通常来说，煤矿井下环境较为恶劣，为了保证支护结构的稳定性，支护型钢要具有良好的抗拉、抗剪切、抗压的能力。

井下巷道顶板支架要承担多个方面的荷载力，抗弯截面模量对支护型钢断面几何参数有着直接的影响，要保证巷道支架的载荷相近。

除此之外，支护钢型几何形状改变直接影响了支架可伸缩性。

因此，在滑移和锁紧的过程中要保证支护型钢滑移的平稳性，从而充分的发挥支护型钢的作用。

1.2架设可缩性支架支护
可缩支架属于金属支架，其承载特性和回采巷道围岩变形特点相符合。

支架安装初期直接承载力不高，在回采工作面不断临近时，围岩压力逐渐增加，支护架收缩量也增加，承载能力有所提高，防止巷道围岩遭到破坏。

通过使用应用可缩支架，容易受到诸多因素的影响，包括支架连接件、支架结构。

此外，能够通过观察支架自身是否出现了塑性变化来对可缩性支架的最大承载力进行判断。

一般来说，支架的实际承载力和最大承载力不一致，对差值大小进行观察对支架的状态进行了解，掌握差值，差值越小，支架越能承受较大的承载力。

2煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用
2.1锚固力增强防衰减措施
（1）针对Ⅱ级与Ⅲ级相对稳定顶板，锚杆施工存在锚固剂搅拌不均匀，锚固力衰减过快问题，以煤矿常用的左旋无纵肋螺纹钢锚杆为研究对象，变换锚杆搅拌端型态，分析其与锚固效果的关系，得出锚杆搅拌端最佳型态为60°双楔形搅拌端，可有效提升Ⅱ、Ⅲ级冒顶危险区内巷道锚固质量。

（2）针对Ⅲ级与Ⅴ级冒顶危险区等恶劣条件巷道存在锚固力低下，易衰减问题，提出了一种锚固孔机械孔扩孔方法，研发了锚固孔多段楔形扩孔装置。

该扩孔装置包括外管、内管、复位弹簧、内顶锥、刀板。

外管和内管受力做相对运动压缩复位弹簧，内顶锥、刀板发生相向运动，内顶锥对刀板挤压受力，刀板向外扩张，随钻杆旋转就可扩出多个锥形孔，改善恶劣条件区域锚固效果。

（3）针对Ⅳ级与Ⅴ级冒顶危险区巷道围岩破碎，锚固剂存在外流、分布不均、居中度差等问题，研发了一种锚固剂定向防漏装置。

该装置包括锚固剂安装孔、定向叶片、分隔片以及防漏叶片，主要功能体现在对锚固剂的定向约束及螺旋导升，保证多卷锚固剂与钻孔对中，防止锚固剂交错、弯曲、外流，同时可对端部交接处及上端锚固剂进行相对有效的搅拌，提高锚固剂的轴向速度及搅拌动压，有效防止锚固剂向下流动保证锚杆的有效锚杆长度，提升锚固效果。

2.2巷道返修支护方案
根据巷道施工之后出现的问题，对巷道掘进之后整体出现的变形破坏情况进行了全面的分析，导致巷道出现明显变形破坏的原因主要有巷道掘进支护整体的强度不够，稳定性也不足，在对巷道爆破之后，巷道轮廓线出现明显不平整的问题，锚网施工难度也相对较大，锚杆支护效果达不到设计要求，导致锚杆并不能对围岩形成强有力的锚固挤压，影响到围岩整体的稳定性。

结合巷道所处地质条件，对巷道掘进支护方案重新进行了分析，提出了如下施工方案与施工工艺。

首先，在对掘进巷道进行爆破之后，进行喷浆封闭处理，然后再进行找平，之后再进行锚杆的打设，锚杆打设完成之后，挂网上钢带梁，最后再进行锚索支护。

整个施工工序为：技术人员进行爆破→技术人员对施工现场瓦斯、顶板等进行全面安全检查→确认安全后，技术人员采取敲帮问顶措施→对巷道表面进行初喷然后找平→技术人员采取临时支护措施→将现场的渣石全部清理干净→技术人员打设锚杆孔→将锚杆安装到位→施工锚索进行补强→全部施工后进行工程整理。

从巷道临时支护情况来看，在对巷道进行爆破之后，技术人员首先进行敲帮问顶，将其中存在的危矸活岩等全部清除干净，然后铺网进行联网，选择使用两根玻璃钢单体柱配合使用短木板的方式，对巷道进行全面的临时支护，在本次使用单体柱时，设计了针对性的防倒措施，主要使用了防倒链。

在具体施工时，施工技术人员采取了临时打锚杆配合初喷的方式，作为现场临时支护措施。

在对巷道进行爆破之后，技术人员采取喷浆封闭找平的方式，本次喷浆的厚度在60mm左右，通过喷浆主要达到了巷道表面平整的效果，喷浆应当密实，对于轮廓线应当达到设计标准，确保巷道断面可以有效成型，主要目的是为了更好的开展打锚杆、上钢带等施工。

2.3锚杆支护技术
锚杆支护技术在煤矿井下巷道掘进开采中经常使用，更加适用于软岩巷道中。

通过该技术能够对巷道结构进行改善，从而提高了煤炭的产量。

锚杆支护技术采用锚杆托班、锚固剂等实现支护。

在锚杆支护技术中，锚杆是主要的部分。

在实际施工时，工作人员要使用扭矩螺母使得巷道表面和锚杆托班进行挤压，进而改善围岩的应力状态，避免围岩裂开。

煤矿井下巷道掘进和支护前，施工人员要掌握软岩的基本性质，进一步对支护技术进行改善和优化，使得技术应用更加容易。

采用该项技术能够提高巷道掘进量，维持巷道安全。

在实际工作
当中，要明确巷道相关参数，然而因为巷道参数是不断变化的，施工人员要对巷道变化的情况给与密切的关注，整体提高巷道掘进和支护质量。

结语
综上分析，掘进支护是当前煤矿井下重要的支护内容，从当前巷道掘进支护的实际情况来看，整体的支护效果已经相对于先前有了提升，但是随着巷道埋深的增加，掘进支护在很多方面表现出了较大的不足，全面提升支护实效已经成了当前巷道掘进工作需要重点破解的难题。

因此，煤矿企业应当充分认识到做好掘进支护的重要性，切实从巷道所处的地质情况出发，全面提升掘进支护的复合型，更好保证掘进支护质量。

参考文献
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