煤矿掘进支护设计与工艺

煤矿掘进支护设计与工艺

摘要：伴随着社会经济的高速发展与科技技术的提升，不断的促进矿山支护技

术的发展，同时矿山的支护设备也在不断的更新换代。最主要就是在巷道掘进过

程当中，进一步的维持巷道顶板的安全，以采取一定的支护手段，保证采煤工作

人员的人身安全，提高产品效率，同时使得煤矿掘进支护具备更高的机械化水平

等一系列优点，而煤矿掘进支护技术在井下采掘进行过程中，具备了不可或缺的

地位。

关键词：煤矿掘进；支护；设计；工艺

引言

煤矿行业是国内经济的重要支柱产业，是各个产业生产经营、居民生活的重要能源来源。近些年，煤矿行业的产业结构优化调整正在不断深入，但日益增长的煤炭资源需求却使得煤

炭企业不得不反复提高采掘速度。煤矿开采过程中的掘进支护是保证整体开采效率的关键，

更将直接影响到井下开采作业的安全性，因为需要解决好当前其中存在的问题、克服技术难点，加强对于井下作业人员的安全保护，提高施工效率。

1煤矿掘进支护的作用

煤矿行业是促进国家经济发展的一个重要产业，它能为国家的发展与前进提供强大的动

力和有效的保障。但是，在煤矿产业中，安全问题始终是一个较大的困扰，一旦有任何安全

防护工作不到位，就会发生煤矿坍塌等一系列的安全事故，且由于煤矿工程的特殊性，煤矿

安全事故一般都会造成极为恶劣的影响。因此，预防灾难发生的基本前提就在于做好基础的

煤矿掘进支护巩固工作，利用矿井支护技术预防和杜绝隐患的发生。为了让煤矿工作人员的

生命安全受到保护，必须要做好煤矿掘进支护工作。在进行煤矿掘进支护工作前，应该对煤

矿的周围环境进行调查，确保支护工作符合实际情况的要求，从而确保煤矿掘进支护工作的

作用能真正发挥出来。

2煤矿掘进支护中的常见问题

2.1地质条件对支护技术应用影响

随着科技的不断发展，煤矿开采力度的不断加深，现阶段，我国煤矿开采逐渐进入深井

开采阶段，约一半以上矿井煤炭埋深已经超过千米。随着开采深度的不断增加其地质环境结

构也变的愈发恶劣，致使煤矿掘进支护技术进入瓶颈。首先，由于煤矿开采深度的加大，煤

层顶板岩性以及起拱围岩的应力都发生了显著变化；其次，伴随着地质条件构造的逐渐增多，巷道断层及大坡度巷道也越来越多；第三，煤矿掘进设备不够先进，当遇到硬度高的岩石时

其破岩能力大大降低，切割速度明显下降，加大了设备的磨损程度

2.2支护设备落后

在科学技术不断发展革新的影响下，煤矿掘进支护技术也有了极大的进步，但是，从实

际情况来看，煤矿掘进支护设备却并没有得到创新和改变，导致当前阶段的煤矿掘进支护设

备无法满足掘进支护技术的要求，而支护技术主要是在采掘过程中为维护顶板安全而采用的

支护手段，煤矿的支护技术直接关系到采煤工作的安全、效率和机械化水平等方面，在井下

采掘生产中占有重要的地位。很多煤矿企业都认识到了支护工作的重要性，并且完善了煤矿

的防护措施，但是却没有更新支护设备。随着煤矿工程的周围环境逐渐变得复杂，在掘进工

作中必须要改善支护设备，创新支护技术，这样才能确保煤矿工程的稳定性，从而提高掘进

工作的安全性和煤矿掘进效率。

3确定支护方式及参数

3.1选择合适的支护方式

在巷道掘进工作进行过程中，想要选择合适的支护方式，则必须详细的分析巷道实际的

断面形状，一般情况下，其断面分为斜矩形以及圆拱形这两个状况，对于呈现半圆拱形的巷道，所采用的支护方式为锚网索喷支护方式，而对于一些斜矩形的巷道所运用到的支护方式

一般为锚网索及w钢带相结合的支护方式，而在采矿区综合设计的过程当中所引用到的支护

方式，则必须将切眼锚网索支护方式设计以及矿深部工作面锚网索状况相结合，同时参考相

邻锚网索当中的有关支护经验，从而选择合适的支护方式以及支护参数。

3.2选择合适的锚索参数

在锚索支护参数选择的设计过程当中，必须选取结构设计方法，主要的考验锚索是否具

备有足够的破坏荷载及抗拉强度等等，同时还必须将相邻之间锚索的排距以及间距布置开来，对于每一台锚索及每一行当中锚索的长度以及根数进行明确，此外还必须详细的了解到锚索

当中所配备的相应的钢板托盘的几何尺寸以及树脂药卷的型号及数量明确的表达出来，此外

对于顶锚索、锚索帮、锚杆以及其余的支护材料的参数，还必须进行设计。

3.3选取合适的锚网索喷支护参数

一般情况之下，锚网索喷支护技术适用于一些呈现半圆拱形形状，同时有着较为完整的

危岩状况，在巷道掘进工作进行过程当中，其参数的选择以及设计，必须考虑到有关的锚杆

参数，混凝土参数，锚索参数及钢筋网参数等多个参数的选择以及布置设计等工作。

4煤矿掘进巷道支护工艺

4.1在锚杆安装过程中的要求

在锚杆安装过程当中，需要保证巷道中的同托盘支护相互配合，同时蝶型垫片之间需要

严密的结实，保证其具备有良好的抗拔能力，能够与设计要求相符合。同时在锚杆安装过程

当中要求其露在外面的长度必须在距离螺母外10-40毫米之间。同时在锚杆当中的每一个小

孔都必须使用一个树脂药卷，而在锚杆安装过程当中必须使用锚杆体，将树脂药卷顶住，送

到每一个小孔当中，边搅拌边匀速的将树脂药卷推到孔底，保证搅拌的时间固定为20-25秒

之间的任意值，而在树脂药卷凝固之后，再将锚头以及钻机取下，静置三分钟，之后使用加

长力矩扳手进行紧固，在停留1-2小时之后，再次拧紧锚杆，确保每一排当中锚杆之间的距

离误差低于100毫米。在锚杆支护进行过程当中其顺序必须由外向里，在之后进行过程中，

需要从外到内先赶到中部的锚杆，在巷道两边的锚杆。在打眼完毕之后，安装另一个锚杆，

同时在顶帮锚杆支护过程当中，必须先打顶部的锚杆之后再打两侧的锚杆，保证锚杆同工作

面紧密接触。

4.2支护工艺要求

在煤矿掘进支护设计及工艺过程当中使用的工艺要求必须在巷道掘进时完成一系列操作

之后，直接的将截割头放下，之后要保证掘进机的开关处于关闭状况，保证切割电机无法正

常使用。在之后，必须对于支护装备的各个部位及其管路进行检验，看其是否处于正常运行

状况，之后在对于二位三通阀进行操作，确保液压油切换到支护装置油路当中之后，直接的

在顶架上放置所用的钢带并且固定于顶架的磁铁当中。此外，操作掘进机的工作人员必须通

过使用折叠缸液压控制手柄进行操作，平稳的打开主架及顶架，之后再操作主架升降缸手柄，确保主架同巷道顶板高度相齐平，并压紧钢带同顶板接触，使得顶板具备有一定的支撑能力，