煤礦采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)應(yīng)用研究

易世麒

（貴州雄興礦業(yè)有限責(zé)任公司火燒鋪煤礦雄興井區(qū)，貴州 六盤(pán)水 553539）

一、煤礦開(kāi)采存在的不利因素

現(xiàn)階段，我國(guó)煤礦地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，技術(shù)人員在開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件等影響因素，并針對(duì)這些影響因素采取相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)，為煤礦開(kāi)采的安全提供保障，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的有效進(jìn)行。

通常情況下，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，受地質(zhì)條件的影響，井巷周?chē)膰鷰r比較松散，極易出現(xiàn)破碎現(xiàn)象。受地下水的侵蝕作用，會(huì)造成巷道軟化問(wèn)題，破壞圍巖的結(jié)構(gòu)層，為煤礦巷道支護(hù)施工增加了一定的難度。在巷道挖掘過(guò)程中，若圍巖強(qiáng)度較弱，極易影響巷道的穩(wěn)定性，且在煤礦斷層開(kāi)采過(guò)程中，極易出現(xiàn)地質(zhì)變化，影響巖層的穩(wěn)定性。同時(shí)，巷道支護(hù)柱結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)煤礦開(kāi)采的安全性帶來(lái)不利影響，如開(kāi)放型結(jié)構(gòu)會(huì)在壓力作用下，出現(xiàn)壓力集中問(wèn)題，影響煤礦開(kāi)采的安全。

二、煤礦巷道掘進(jìn)施工存在的問(wèn)題

（一）掘進(jìn)施工工藝不合理

我國(guó)煤礦行業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中，積累了大量的煤礦巷道掘進(jìn)施工的經(jīng)驗(yàn)，鉆爆法是目前主要的掘進(jìn)方法，效率較低，對(duì)巖體的影響也較大。巷道支護(hù)主要采用錨噴支護(hù)的方法，支護(hù)雖然有效單施工質(zhì)量較低。在采用鉆爆法進(jìn)行巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，如果藥量沒(méi)有合理控制，或位置不當(dāng)，往往會(huì)早晨巷道的支護(hù)效果大大降低，而這也正是鉆爆法應(yīng)用的難點(diǎn)。

（二）地質(zhì)構(gòu)造異常復(fù)雜

地形因素對(duì)煤礦巷道掘進(jìn)施工的影響是不容忽視的，通常會(huì)采用成熟的頂板支護(hù)技術(shù)，同時(shí)也要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)變化。煤礦周?chē)牡孛卜N類(lèi)多變，一些地點(diǎn)的地質(zhì)條件較為穩(wěn)定，此處開(kāi)展支護(hù)工作和掘進(jìn)施工，就可以適當(dāng)加快進(jìn)度。而在一些地質(zhì)條件較為復(fù)雜、疏松的地點(diǎn)，就需要控制掘進(jìn)的速度，并加大巷道的支護(hù)力度。

（三）安全支護(hù)技術(shù)不足

水體對(duì)煤礦巷道圍巖巖體的影響也應(yīng)予以考慮，巖體具有變形性、復(fù)雜性，一些煤層更是具有穩(wěn)定性和可靠性差等特點(diǎn)，這也極大地加大了掘進(jìn)工作和支護(hù)工作的難度。在巷道掘進(jìn)工程中，由于外在膨脹力的存在，巷道的位移和變形現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)，而這種情況一旦嚴(yán)重就可能損壞煤礦巷道，在一些巖層較為松軟的巷道更是尤為明顯。另外一方面，巷道掘進(jìn)的速度如果過(guò)慢，或者沒(méi)有做好安全防護(hù)工作，就可能影響施工進(jìn)度目標(biāo)的完成。

三、煤礦采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)應(yīng)用

（一）錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)是一種常用的支護(hù)技術(shù)，主要適用于軟巖巷道中。應(yīng)用此技術(shù)，可改善巷道結(jié)構(gòu)，以達(dá)到提升煤炭產(chǎn)量與效益的目的。錨桿支護(hù)技術(shù)是利用錨桿托板、錨固劑等來(lái)發(fā)揮其支護(hù)作用。在錨桿支護(hù)技術(shù)體系中，錨桿是重要構(gòu)件。施工時(shí)，施工者需利用扭矩螺母讓巷道表面與錨桿托板產(chǎn)生擠壓，對(duì)圍巖應(yīng)力狀態(tài)予以改善，從而防止圍巖裂開(kāi)。煤礦井下巷道掘進(jìn)與支護(hù)前，施工者必須了解軟巖的基本性質(zhì)，從而有目的性地改進(jìn)與優(yōu)化支護(hù)技術(shù)，降低技術(shù)在應(yīng)用時(shí)的困難度。運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)能有效增加巷道掘進(jìn)量，確保煤礦巷道安全。在實(shí)際工作中，應(yīng)確定巷道相關(guān)參數(shù)，但由于巷道參數(shù)是始終變化的，這就需要施工者密切關(guān)注巷道參數(shù)的變化情況，這是提升巷道掘進(jìn)與支護(hù)質(zhì)量的關(guān)鍵途徑。

（二）錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)

錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，能對(duì)錨桿與非錨固巖層變形進(jìn)行控制，還可支撐已破碎的巖體，可見(jiàn)，錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)可處理無(wú)法支護(hù)、地壓大等難題。同時(shí)，使用該項(xiàng)技術(shù)，還能大大減少瓦斯積聚量，有效降低巷道故障與安全事故的發(fā)生率，大大減輕巷道維修負(fù)擔(dān)。

（三）支護(hù)體與圍巖相結(jié)合

和上述幾項(xiàng)支護(hù)技術(shù)相比，在薄弱環(huán)節(jié)采用支護(hù)體與圍巖相結(jié)合的方式是最優(yōu)模式。應(yīng)用該模式，能將圍巖自身的承載性能發(fā)揮到極致，此時(shí)，圍巖支護(hù)能力為最大，支護(hù)體受力為最小。該措施的執(zhí)行方案為：巷道開(kāi)挖完畢后，施工者應(yīng)先對(duì)巷道圍巖實(shí)施錨網(wǎng)支護(hù)，而后借助巷道底板來(lái)觀察頂、幫圍巖變化情況，設(shè)定最佳時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)圍巖變形量增大時(shí)可利用預(yù)應(yīng)力錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，以提升圍巖的整體組合質(zhì)量。應(yīng)用此種支護(hù)方案，能讓圍巖自身的承載性能發(fā)揮到最大，也充分凸顯了剛性錨桿支護(hù)的實(shí)際性能。

四、提高支護(hù)質(zhì)量的應(yīng)對(duì)措施

（一）加強(qiáng)支護(hù)安全管理

為了提高巷道支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用水平，首先需要煤礦企業(yè)的相關(guān)管理人員認(rèn)識(shí)到煤礦頂板管理工作的重要性，將監(jiān)管責(zé)任落實(shí)到各個(gè)部門(mén)和各個(gè)負(fù)責(zé)人，每個(gè)單位需要有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員提供技術(shù)支持，企業(yè)需要建立健全相關(guān)規(guī)章制度，保障管理工作的有序進(jìn)行。同時(shí)，需要加強(qiáng)礦井地質(zhì)的勘探工作和礦井壓力的觀測(cè)工作，采用建立數(shù)學(xué)模型等方法掌握地質(zhì)和礦壓規(guī)律，從而科學(xué)地進(jìn)行巷道頂板的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于安裝好的支護(hù)設(shè)備，需要定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)失效的支護(hù)架，需要及時(shí)更換，支護(hù)架在材料方面需要符合相關(guān)規(guī)定要求。另外，還需要加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員的教育培訓(xùn)，使空頂作業(yè)更嚴(yán)謹(jǐn)。

（二）選擇合理的支護(hù)形式

在進(jìn)行頂板支護(hù)的設(shè)計(jì)之前，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員充分的了解礦井內(nèi)部的地質(zhì)條件，選擇科學(xué)合理的支護(hù)設(shè)計(jì)方案，避免由于設(shè)計(jì)問(wèn)題造成支護(hù)架失效。根據(jù)頂板的實(shí)際情況進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一般建議采用多元支護(hù)技術(shù)進(jìn)行巷道支護(hù)。對(duì)于較為平整的巷道頂板，可以采用永久支護(hù)，保障支護(hù)穩(wěn)定性，降低破碎程度；而對(duì)于較為破碎的巷道或軟巖巷道，則需在超前支護(hù)穩(wěn)定后進(jìn)一步實(shí)施永久支護(hù)，提高穩(wěn)定性，確保作業(yè)安全。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)是煤礦開(kāi)采過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，需要做到確保安全性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)速度的提升。因此，相關(guān)人員需要做好地質(zhì)勘測(cè)工作，并結(jié)合井下巷道的實(shí)況，選用科學(xué)有效的支護(hù)技術(shù)方案，以提高煤礦井下巷道掘進(jìn)的順利進(jìn)行，并提高掘進(jìn)施工的安全性，保障人員安全，提高采礦效率，為企業(yè)創(chuàng)造更多的生產(chǎn)效益。