煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術的應用分析

田豐濤

（貴州鈺祥礦業(yè)集團投資有限公司遵義縣鴨溪鎮(zhèn)萬順煤礦，貴州 遵義 563000）

一、掘進和支護技術的應用

掘錨一體化掘進、綜合機械掘進是目前常用的煤礦巷道掘進技術[1]。掘錨一體化掘進的基礎是錨桿支護，融合了巷道掘進和巷道支護，可顯著加快掘進進程。綜合機械掘進是一套由電力、鉆孔、掘進、傳輸等設備共同構成的完整技術體系，其中掘進設備可直接影響掘進施工進程，是整個系統(tǒng)的 核心構件。下面以A煤礦為例進行論述，該煤礦井田地表存在第四系通風積層，主要開采的是低變質、無粘性、含油的31B（不粘煤）和41CY（長焰媒）。

（一）掘進技術的應用

目前煤炭采礦工程巷道施工多組合使用斜眼掏槽和直眼掏槽，如果在掘進的過程中遇到軟巖夾層，必須把掏槽控制在45°-90°間[2]，當炮眼出現(xiàn)較大的斷面時，還應增加輔助眼，確保煤礦巷道具有較高的質量。A煤礦在巷道掘進期間使用的是EBZ135佳木斯牌的掘進機，該設備具有運行安全、效率高的優(yōu)勢，加之還建立了合理的流水性掘進施工框架，從而充分利了該設備在巷道掘進中的優(yōu)勢。此外還使用了采煤機，該設備采整合了煤礦回踩和掘進工序，通過靈活使用橫軸切割等形式可有效擴寬煤礦巷道，且由于采煤效率高、資金投入小等優(yōu)勢，可顯著節(jié)省掘進施工成本和時間，具有巨大的施工優(yōu)勢。

（二）支護技術的應用

一套合理的頂板支護方案，是煤礦巷道安全施工的保障。核心巷道通常采用預留煤柱的支護形式。A煤礦的核心巷道的上區(qū)段為運輸狀態(tài)下區(qū)段為回風狀態(tài)，為了緩解回風平巷周邊的支撐壓力，上下區(qū)段均預留了煤礦柱，極大地了地方便了巷道通風和排水。當同時要認識到，支護不僅耗費巨大，還會使得煤礦擠壓巷道底端，繼而對巷道的安全性和穩(wěn)定性造成一定的影響。對此A煤礦除了加強了煤柱管理，還嚴重控制了預留的煤柱寬度，很好地降低了煤層沖擊力。

礦用支護型鋼一般是U型鋼和工字鋼，多用于橢圓形、圓形、半圓拱形巷道斷面。這些礦用支護鋼大多具有較高的抗拉性、抗壓性和抗剪性，以滿足煤礦巷道施工的要求。此外，煤礦巷道的支護斷面還會受到抗彎截面模量的影響，并承擔著橫向與縱向的荷載。對此，A煤礦在充分了解巷道支架負荷的情況下，對抗彎截面模量進行了科學配置，并根據巷道接觸面面積和滑移平溫度選用了合適的幾何形支護型鋼，最終很好地平衡了受力情況。

二、掘進和支護技術在具體施工中的應用

如今的道錨桿支護已發(fā)展成包括地質勘探、設計支護方案、選用機械材料、評估作業(yè)質量等在內的一整套作業(yè)系統(tǒng)[3]。A煤礦在進行地質勘探的過程中充分考量了圍巖結構、應力、強度，這使得其探測到的數據更為真實地反應了目標礦區(qū)的結構特性、應力場、強度等，極大地了提升了后期巷道布置和支護的作業(yè)質量。得到勘探結果后，該煤礦根據具體的地質狀況設計了一整套的工作方案，加之有效的支護材料、作業(yè)工具、圍巖特性管理，繼而保質保量地完成了整個施工進程。

巷道掘進施工中通常會運用鉆眼爆破，因此在巷道規(guī)范和設計時就應該考慮到，并在施工時輸送多臺電鉆設備。在具體施工中，還應把控好施工進程和相關技術的應用，確保炮眼掘進深度合理。前期結合具體的實際情況來定位炮眼和布置炮眼距離，這樣可進一步提高炮眼定位的準確性[4]。煤巖層和巖巷道的的特征決定了選擇何種挖掘方式[5]。如果挖掘期發(fā)現(xiàn)炮眼較深，可根據實際情況調整挖掘過程。如果炮眼斷面偏小可采用復合型掏槽掘進，如果炮眼位于軟煤層就開展人工布置，A煤礦面對該情況掏槽3個，傾斜角控制在75°。對于軟煤層斷面偏小，不可采用輔助炮眼。當鉆眼正常爆破且煤炭正常開采時，則必須同步開展裝煤工作。裝煤是一項繁瑣的工作，A煤礦使用ZNZ 裝煤機作業(yè)，使用該裝煤機的優(yōu)勢在于履帶式傳輸，適合斷面運輸，具有較高的靈活性、高效性和持續(xù)性。

三、掘進和支護技術應用的要點

（一）做好瓦斯的排放

想要確保巷道掘進作業(yè)的安全進行，就必須做好瓦斯的排放工作。在實踐中應根據巷道的具體情況設置合理的通風系統(tǒng)，確保瓦斯能及時排出。此外還要做好瓦斯?jié)舛鹊臋z測工作，定期檢測，一旦發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸瑯耍⒖掏Ｖ故┕げ㈤_展瓦斯排放。

（二）做好通風防塵工作

在巷道掘進作業(yè)時會產生大量粉塵，不僅會影響施工進程，還會危害工人的身體健康，因此必要做好通風防塵工作，根據巷道所需要的風壓和風量選擇合適的通風機型號、數量及配套風筒的型號和數量等。

結束語：

科學合理的開采方法和技術可顯著提高開采效率，也是煤礦開采順利進行的保障。為了實踐中做好巷道掘進和支護工作，為煤炭開采高效、穩(wěn)步、安全地進行奠定基礎，實現(xiàn)社會效益和經濟效益的雙收。