煤矿掘进工作面支护研究

煤矿掘进工作面支护研究

摘要：巷道是煤矿开采的通道，其掘进速度对煤矿的高产高效有直接影响。在

当今采矿技术高度发展的时代，煤矿开采速度得到了巨大提升，而巷道掘进速度

很难满足煤矿开采的需要，这就是普遍存在的采掘接替紧张的问题。因此，提高

巷道的掘进速度，对于缓解采掘接替紧张的问题有十分重要的意义。简要分析了

影响巷道掘进速度的因素，探讨了巷道支护技术对掘进的影响，重点阐述了锚杆

技术在巷道支护中的应用情况，以期为巷道掘进和支护提供一定的参考。

关键词：煤矿开采；掘进工作面；支护；安全

中图分类号：TD35文献标识码：A

1引言

煤矿开采是在岩层巷道中进行的，矿山压力异常时很容易引发安全事故。相

较于其他事故，顶板事故发生的次数最多。经大量统计发现，掘进工作面发生顶

板事故的概率要远高于其他地方。这是由于在掘进时，工作面前方的岩层具有不

确定性，很难采取有效措施预防事故的发生[1]。因此，对掘进工作面的支护显得

十分重要，应通过顶板支护提高顶板强度，降低事故发生的可能性。本文论述了

煤矿掘进工作面顶板支护的重要性，然后提出了一些改善顶板支护的措施，以期

为有关工程技术人员提供一定的参考。

2掘进工作面支护中的问题

2.1掘进支护技术问题

煤矿掘进支护技术是掘进支护中最为关键和重要的影响因素之一，其直接决

定着支护的实际效果和煤矿开采的安全性可靠性，但是目前我国的煤矿掘进支护

技术相对落后，且愈发呈现出突出问题的趋势，没有办法根据实际开采煤矿的情

况和矿井的形态进行合适支护技术的选择。支护技术的落后，使得在煤矿开采施

工时可以选择和采用的掘进支护方法有限，有许多支护技术并不适用于实际的煤

矿开采情况环境，导致支护的效果不尽如人意，无法真正的为煤矿开采提供安全的、稳定的保护保障。

2.2支护设备落后，不能满足作业需求

随着掘进技术以及相关机械的进步，开采量增多，这就意味着需要更加宽阔

的巷道。而巷道掘进支护技术的发展跟不上巷道的发展，不能满足作业需求。当

前有不少煤炭企业采取先进的防控技术，但是很多企业都忽略了对巷道掘进支护

设备的更新[2]。煤矿开采的地下环境都较为复杂，陈旧的掘进支护技术已经不能

满足实际的需求，而一些企业因为种种原因而迟迟没有对支护设备改革换新，甚

至使用一些寿命超限的设备，给煤矿生产带来很大的安全隐患。

2.3恶劣环境

煤矿工程的所有工作几乎都在地下进行，煤矿工程质量和安全的受地下恶劣

的环境的影响。煤矿井下的地质环境复杂，断层、褶皱顶板破碎、陷落柱等都会

影响支护工作。在地质较好的条件下，不需要放太多的支架在巷道内，也可以加

快工程掘进速度，但是遇到复杂的地质情况就要使用更好的顶板支架去支护，同

时也会减缓工程掘进速度。由于地质条件恶劣容易发生坍塌事故，也威胁了施工

人员的安全。

3掘进工作面支护分析

3.1锚杆支护技术的应用

锚杆使巷道围岩的应力向深部岩体转移，降低了在巷道周围的应力集中现象。

对于软岩巷道，不能单独采用锚杆进行支护，应该采用多种方式进行联合支护。

具体的做法如下：a)采用锚杆和锚索组成的支护网络对巷道周围岩体进行整体强化，并用组合梁将锚杆连接在一起，以实现对巷道围岩的整体控制[3]。b)对巷道

进行二次支护，这时要采用柔性支护。由于软岩巷道变形会释放大量的能量，如

果采用刚性支护，破碎时造成的危害较大。为了保证锚杆长期有效，支护完成后

应该对锚杆支护的强度进行监测。采用动态监测技术，实时监测锚杆的受力状况，一旦发生异常应该立即采取补救措施，以免对周围的锚杆造成影响。此外，为了

避免锚杆托板在使用过程中损坏，对于一些应力集中比较大的区域进行支护时，

托板应该进行加厚处理。

3.2积极更新相关机械设备

“工欲善其事必先利其器”在煤矿开采中解决掘进支护问题，相关设备的更新

是一个重要而基础的方面。掘进支护设备器材，是进行掘进支护工作的基础，也

是影响其效果的关键因素，甚至在某些时间，决定着掘进支护的整体质量[4]。因此，对于煤矿开采企业而言，需要加大资金投入，做好相关机械设备的更新工作，对设备进行更新换代，采用先进的设备进行掘进支护工作的开展。同时做好设备

的维护保养工作，让设备能够在最大程度上帮助和提升掘进支护的质量和效果。

3.3适当应用前探梁和液压支柱

适当利用前探梁可以解决一些在煤矿掘进支护中遇到的一些问题。在使用前

探梁之前应当计划好其大致的位置，根据实际的施工状况对间距进行调整，确保

间距在合理的范围内。0.4m是前探梁一般的设计距离，但是在具体架设巷道布局时应当再次对其进行科学严谨的评测，清除巷道内的障碍物，使得前探梁能够顺

畅的移动。在架设前探梁时，应当通过连棚器将各个装置连接起来，将间距限定

在合理的范围内。单体的液压柱比较适合当前的煤矿开采工作，在对液压支柱布

置时，应当严格限制支柱与支柱之间的距离，一般为1.5m，并且应当与顶梁垂直。在遇到紧急情况时，应当先布置顶梁，再完善钢筋网，液压支柱施工比较容易满

足煤矿掘进支护技术的相关要求，有利于支护布局。

3.4建立安全施工制度

施工中，安全是一切工作顺利开展的前提，所有煤矿井下作业一定要树立安

全第一的意识，在煤矿井下巷道掘进和支护过程中要制定相关的安全施工标准。

同时，施工企业也要对施工人员进行安全教育，监管理人员起到监督管理的作用，确保支护技术安全的应用到巷道掘进中。另外，企业还要对施工人员的掘进顶板

支护技术进行不定期的考核，设立奖惩制度，奖励成绩优异的员工，让员工在提

高安全意识的同时加强对掘进中顶板支护技术的学习[5]。

3.5地质构造区加强支护

对于一些地质构造，可通过地质勘探获得相关信息，而对于煤层厚度变化大、赋存不稳定的区域很难通过勘探获得相关信息。这就要求在通过煤层变化不稳定

的区域时，注意煤层顶板的完整性，选择合适的方式进行掘进，既要有利于巷道

成型，又要使巷道顶板尽量都是完整的岩石，以免发生冒顶事故。对于一些煤层

顶板比较破碎的情况，需通过铺设金属网对顶板进行支护，防止碎石掉落引发安

全事故。这就要求支护时根据顶板岩层的完整性选择合适的支护方式。现在很多

巷道还采用双巷掘进的方式，这就要求在掘进时选择合适的煤柱宽度，确保煤柱

能对煤层或岩层顶板起很好的支撑作用。

4结束语

煤矿开采中顶板事故发生的次数最多，这是因为在掘进时，工作面前方的岩