煤礦巷道掘進施工及支護技術分析

呂剛 席恩泉 李恒

摘 要：煤巷開鑿及支護作業是煤炭采掘操作流程中的重要工作，其操作環境大多相對惡劣，如果其煤巷的掘進進程過于加快，圍巖支護結構不科學嚴謹，將極易導致巷道跨塌，造成嚴重的生產作業事故。故此，我們需要密切關注煤巷的掘進作業進程，選取嚴謹穩妥的支護工藝，完善掘進操作流程，強化掘進及支護作業管控，真正實現煤巷施工中的安全作業。

關鍵詞：煤炭生產；巷道開鑿；掘進作業；支護工藝

引言

煤井巷道的開鑿施工及支護過程是煤炭采掘工作中的重要內容，其對煤炭資源的圓滿開采發揮著決定性的效能。煤巷開鑿及支護工藝對開采過程中的技術要求非常嚴格，此兩類繁雜而極具風險的工作對作業人員的生命安危及煤炭正常生產具有著密切的關聯性，須在思想上給予充分的關注。為加快煤巷工程的開鑿進度，真正實現其施工作業環節的安全和穩定、高效，需將礦井中的地質結構情況與具體的開鑿工藝密切結合起來，嚴密管控掘進尺度及定位，同時選用穩定高效的掘進作業裝備來展開施工過程。

1、煤巷掘進施工中暴露出的問題

1.1掘進操作工藝不科學

煤巷開掘施工在我國煤炭產業不斷發展壯大的進程中收獲了豐富的實踐經驗，在其實施過程中普遍選取鉆爆的方法，此種爆破方法的操作效率不高，對巷道周邊巖體的結構應力也會帶來較嚴重的不利影響。目前多采用的錨噴支護操作模式能夠完美實現煤巷圍巖的支護過程，然而此種手段內含著施工品質欠缺的弱項。采用鉆爆方法時其中的裝藥量把控是屬于一個操作難點，裝藥量不匹配或者位置選擇不合適，即會大大影響整體煤巷的圍巖支護品質。

1.2地理結構凸顯繁雜

煤巷開鑿施工須充分顧及到地形狀態所帶來的影響，支護操作中除了要選取技術成熟的頂板型圍巖支護工藝，尚需依照具體情況而有所調整。煤田周邊地質結構的特點千差萬別，在煤巷開鑿作業中對地質結構演變成型，支護基礎比較完整的區域，應當適當提快作業進度。對那些煤巷地質結構繁雜、煤層結構變化頻繁且顯著的部位須適當調慢開鑿進程，周密實施好其所在區段的圍巖支護工序。

1.3支護作業安全性欠缺

煤巷內壁圍巖結構時常會受到區域存水所帶來的不利影響，這種狀態下的圍巖體結構狀態繁雜、塑變性較強，煤層結構的穩固性及堅實性較弱，此時對巷道掘進作業及其圍巖支護工藝的技術要求相當高。在煤巷開鑿作業環節中，巷道內壁會受到外部膨脹力的作用，因而極易發生結構上的遷移或者形態變化，較嚴重的結構遷移或錯位會破壞煤巷的總體承力結構，尤其是某些煤巷巖層軟弱的區域更容易發生此種情況。

2、開鑿作業面的通風和防塵要求

2.1通風功能要求

對煤巷施以通風手段能夠減低地層內部壓力，確保實現巷道本身的安全功能。對于煤巷開鑿施工來說，其通風強度在很大程度上關聯著煤礦生產過程中的安全品質，而且是煤巷掘進環節中必須實施的工作內容。煤巷施工中選取的通風器械通常都是鼓風機及引風機，須在具體選用時關注其通風量、設置部位及風筒位置確定。選用煤巷通風設備時，應以巷道開鑿施工的具體需求為參照，依據成熟且完整的數據資料，擬定恰當的通風量配額。現階段，最為普遍采用的是新式的壓入型通風設備，在通風裝備供應市場上具有充分的供應。固定通風設施且啟動通風設備時，首先須注意到風壓變化可能帶來的影響。通常都會選取遠離煤巷開鑿風口的部位，遠離操作面的區域其空氣壓力比較低，這樣有助于通風設備正常的吸進空氣。通風設備的總體風壓須略低于沒想空間內部的風壓，能夠達到充沛的鼓風量。通風設備的風筒的長向尺寸選取亦須周密考量，須顧及到與作業面之間的合適距離控制。風機風筒的長度確定須顧及到合理通風所需的距離，進而達到對通風強度的需求，風筒本身的直徑須盡量選取大一些，以保證充足的通風量。

2.2巷道空間的防塵

煤巷的開造過程時常會受到粉塵的影響，故需完善做好粉塵的消除工作，并實施好針對巷道內粉塵的防范工作。煤巷開鑿作業中，煤層巖體是被連續性的開采下來，而且各個區域的煤層及巖體都會受到外部作用力所施加的影響，時常會發生顯著的變形過程，在外界作用力強于內部的承載應力時即會產生粉碎的情況，并引發高能度的揚塵。四散且彌漫的細煤顆粒粉塵不進會阻礙開鑿工作的進程，對總體掘進作業中的安全保障也帶來很大威脅，對操作者的健康亦會產生嚴重的危害。須在空間防塵上下功夫，實施好掘進作業面的除塵工作。現階段的煤巷除塵方法包括：（l）利用水分子本身的吸附性能，向煤層內通水；（2）給處在開鑿作業階段的煤巖層淋水，抑制粉塵產生；（3）借助于通風設備把粉塵吸走。

3、圍巖支護工藝

煤礦支護過程要實現對其具體支護技術的檢驗。煤礦巷道支護理論須在研究實際情況的基礎上，從理論對煤礦巖層和實際情況做出解讀和預側。在實際的煤礦巷道支護工作中，要從理論方面對支護工作進行指導。目前，應用較多的理論有新奧法支護理論、松動圈支護理論和圍巖強度強化理論等。新奧法支護理論的要點有：采用錨噴支護，保證圍巖的承載能力；對圍巖進行加固，添加新的承載圈；采用光面爆破等。

煤巷支護模式依照支護工作和圍巖的關系不同而有所不同，支護工作對圍巖的影響是通過作用力和作用方向來實現的。目前巷道支護形式主要有四種：（l）支護力作用在圍巖外層，如支架支護等；（2）支護力在圍巖的內外層同時起作用，對圍巖形成一個從內到外的整體支護作用，如錨桿支護等；（3）改變圍巖的力學性質，通過改變巖體的構成，加強圍巖強度，如注漿加固方法。

結語

總而言之，煤礦巷道掘進施工和支護關系到煤礦的開采和開發，是煤礦開采的關鍵環節，要在保證安全的基礎上加快掘進施工速度、收到技術、環境等因素的影響，目前的施工還存在一些問題，加強煤礦巷道掘進支護，保證工人的安全。

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