基于巷道支護技術(shù)的煤礦井下掘進研究

王　琪/太原理工大學(xué)

基于巷道支護技術(shù)的煤礦井下掘進研究

王琪/太原理工大學(xué)

煤炭作為不可再生資源的一種，不僅在人民群眾日常生活中發(fā)揮著重要的作用，對于我國經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r也有一定程度的影響。一般情況下，煤礦的開采方式主要分為兩種，一種是露天開采，另一種是地下開采，本文主要研究的地下開采，深入分析煤礦井下開采技術(shù)，了解巷道支護技術(shù)在煤礦井下掘進中的重要作用。

巷道支護技術(shù)；煤礦；井下掘進

前言

相比于煤礦的露天開采來說，地下開采的更具有危險性，稍不注意就會造成巨大的人員傷亡，造成無法挽回的后果。為了保證煤礦開采人員的生命安全，就必須要提高巷道支護技術(shù)水平，打破傳統(tǒng)的巷道支護實施方案，針對煤礦的實際情況進行巷道支護方案的設(shè)計，提升巷道支護工藝與手段，確保巷道支護的質(zhì)量，為煤礦井下開采人員的生命安全提供保障。

一、巷道支護技術(shù)的相關(guān)概述

（一）巷道支護技術(shù)的基本介紹

巷道支護技術(shù)是煤礦井下掘進常用的技術(shù)手段，一般分為主動支護與被動支護，不管是哪一種支護方式，都具有多元化的特征。被動支護主要就是圍巖支護，其中比較常見的被動支護有棚式金屬支架支護，使用金屬支架對礦井中的圍巖進行支撐，確保煤礦開采人員在下井工作的時候不會受到圍巖脫落的干擾。但是，這種支護形式并不適宜長期使用，其使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的安全隱患，無法為煤礦開采工人的生命安全提供保障。其他常見的巷道支護技術(shù)還有錨桿支護技術(shù)[1]。

（二）巷道支護的主要形式

1.型鋼支護

型鋼支護是采取了鋼材的強度高、韌性強的優(yōu)勢，在實際煤礦井下掘進的時候能夠表現(xiàn)出抗壓、抗拉等不同的性能。一般情況下，煤礦巷道支架需要承受來自兩個方向的作用力，分別是橫向荷載、縱向推動力，如果巷道支架不能夠承受這兩個方向的荷載力，就會造成巷道支架的不穩(wěn)定，使巷道支護失去其本來的效果。型鋼支護能夠承受的負(fù)荷比較強，及時面臨比較大的橫向荷載與縱向推動力，也能夠抵抗住壓力帶來的影響，確保巷道支護的正常使用。

2.預(yù)留煤柱支護

預(yù)留煤柱支護是一種巷道支護技術(shù)中比較傳統(tǒng)的一種，分為上區(qū)段與下區(qū)段兩個方向進行預(yù)留，一般情況下，會將上區(qū)段作為運輸平巷，將下區(qū)段作為回風(fēng)平巷。不管是上區(qū)段還是下區(qū)段，都要預(yù)留出一定寬度的煤柱，確保回風(fēng)平巷能夠準(zhǔn)確的避開支撐壓力的峰值，防止支撐壓力將下區(qū)段壓倒，造成不必要的人員傷亡。從技術(shù)層面的角度來看，預(yù)留煤柱支護技術(shù)的可操作性比較強，不需要非常繁瑣的步驟就能夠完成，對于煤礦井下的通風(fēng)、排水等活動也有著積極的影響，是一種比較實用的巷道支護方式。但是，在預(yù)留煤柱支護技術(shù)的實際使用過程中，會耗費大量的人力、物力、財力，不僅會增加巷道支護技術(shù)的成本支出，還會增加對巷道的維護難度[2]。

二、煤礦井下掘進過程中巷道支護存在的問題

從現(xiàn)階段我國地下煤礦的開采現(xiàn)狀來看，巷道支護技術(shù)的應(yīng)用還存在很多的問題，不利于地下煤礦開采的順利進行。煤礦井下掘進過程中巷道支護存在的問題主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面是巷道圍巖產(chǎn)生變化影響煤礦的開采進度與開采質(zhì)量，另一方面是巷道圍巖遭到破壞，增加了地下煤礦開采過程中的不穩(wěn)定因素，煤礦開采工作人員的生命安全無法得到保障。巷道圍巖具有遇水膨脹的性質(zhì)，一旦巷道圍巖膨脹起來，就會對周圍的巖壁造成擠壓，導(dǎo)致圍巖變形，影響巷道支護效果的發(fā)揮，甚至?xí)瓜锏乐ёo失去效果，煤礦開采人員在毫無防備的情況下進入沒有進行巷道支護的礦井內(nèi)，稍有不慎就會發(fā)生冒頂事故[3]。

三、煤礦井下掘進過程中巷道支護技術(shù)的應(yīng)用策略

（一）完善錨桿支護技術(shù)的應(yīng)用

錨桿支護技術(shù)適用于軟巖性質(zhì)的巷道支護，因此，在進行巷道支護之前，首先要明確巷道的材質(zhì)，如果是軟巖性質(zhì)，就要在第一時間采取錨桿支護技術(shù)。軟巖性質(zhì)的巷道與正常巷道存在很大的區(qū)別，在進行巷道支護的時候，必須要采用專門的巷道支護方式，根據(jù)巷道的之際情況去完善巷道支護技術(shù)，大大降低了煤礦施工過程中難度，為地下煤礦開采工作人員的生命財產(chǎn)安全提供了基本保障。另外，還要注意巷道參數(shù)的變化，不同時期、不同情況下的巷道參數(shù)都是不相同的。

（二）嚴(yán)格遵照巷道支護的規(guī)章制度

不管使用哪一種方式進行巷道支護，都要嚴(yán)格遵照巷道支護的規(guī)章制度進行，只有這樣才能實現(xiàn)巷道支護的目標(biāo)。煤礦工作人員要積極的對煤礦周圍以及內(nèi)部的環(huán)境進行分析，完善與煤礦相關(guān)的觀測資料，根據(jù)觀測結(jié)果與煤礦的實際地質(zhì)情況進行分析，選擇最佳的巷道支護技術(shù)，并且嚴(yán)格按照規(guī)章制度進行設(shè)計與實施。在巷道支護實施過程中，要明確施工的方式與施工的目標(biāo)，確保巷道內(nèi)部的光滑平整，最大限度的發(fā)揮巷道支護技術(shù)的效果[4]。

（三）合理的使用巷道支護技術(shù)手段

根據(jù)地下煤礦的地質(zhì)情況進行巷道支護技術(shù)手段的選擇，傳統(tǒng)的巷道支護形式為預(yù)留煤柱，將地下煤礦劃分成上區(qū)段和下區(qū)段，上區(qū)段屬于運輸平巷，下區(qū)段屬于回風(fēng)平巷，不管是哪一種劃分形式，都要預(yù)留出一定寬度的煤柱才能確保巷道支護的正常使用。現(xiàn)代化的巷道支護形式為型鋼支護，在韌性、強度上都有很大的提升。由此可見，這兩種方式都有各自的優(yōu)勢，面對不同的地下煤礦地質(zhì)情況，合理的進行巷道支護技術(shù)的選擇，確保巷道支護技術(shù)的效果能夠得到充分的發(fā)揮。

（四）注意錨網(wǎng)索支護技術(shù)的應(yīng)用

錨索網(wǎng)支護技術(shù)能夠?qū)﹀^桿和非錨固巖層間的變形進行有效的控制，對于已經(jīng)被破壞的巖體進行支撐，確保地下煤礦開采人員在進行工作的時候，不會受到脫落巖體的影響，為他們的生命財產(chǎn)安全提供了基本保障，避免了地下煤礦崩潰、坍塌的現(xiàn)象。由此可見，錨網(wǎng)索支護技術(shù)的合理使用在巷道支護中發(fā)揮著重要的作用，不僅能夠緩解煤礦開采對周圍巖層造成的壓力，還能夠解決巷道煤礦支護進行難度大的問題。另外，錨網(wǎng)索支護技術(shù)還能夠減少地下煤礦在開采過程中產(chǎn)生的瓦斯，如果不及時對瓦斯進行處理，就會造成瓦斯的積累，不僅會增加巷道維修的工作量，嚴(yán)重的還會造成地下煤礦爆炸的危險。

四、結(jié)論

綜上分析可知，隨著不可再生資源的逐漸減少，給我國煤礦資源的開采造成了很大的危機，地下開采面臨著很多挑戰(zhàn)，如果不能夠妥善解決好地下煤礦開采的問題，不僅會對煤礦開采人員的生命安全造成傷害，還會大大降低我國煤礦產(chǎn)量，阻礙我國國民經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展。由此可見，對煤礦井下掘進中巷道支護技術(shù)的研究是非常必要的，在不影響地下煤礦開采質(zhì)量的前提下，進行成本的降低，有助于提升煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益與社會效益。

[1]李亞輝.化樂煤礦泥化軟巖巷道支護及快速掘進技術(shù)研究[D].中國礦業(yè)大學(xué),2015.

[2]鄢耀.煤礦井下巷道掘進頂板支護研究[J].河南科技,2013,12:35.

[3]楊磊,高遠.探析煤礦井下巷道掘進頂板支護[J].河南科技,2013,17:38-39.

[4]麻龍斗.巷道支護技術(shù)在煤礦井下掘進中的應(yīng)用研究[J].工業(yè)設(shè)計,2015,09:111-112.