煤礦掘進支護技術(shù)分析

王鑫 周業(yè)國

1.貴州省畢節(jié)市能源發(fā)展技術(shù)中心 貴州畢節(jié) 551700

2.畢節(jié)市地方煤礦勘測設(shè)計隊 貴州畢節(jié) 551700

1 影響支護穩(wěn)定性因素概述

1.1 施工工藝

在進行巷道掘進施工的過程之中施工工藝對巷道支護的穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大的影響。現(xiàn)階段，在巷道掘進的過程之中常見的掘進技術(shù)是鉆爆掘進，這一技術(shù)在使用的過程之中具有施工效率高的優(yōu)點，但是如果在使用這一技術(shù)時只關(guān)注掘進的速度，未充分的考慮對巷道周邊圍巖的影響，則可能導致塌方事故的發(fā)生，給煤礦的生產(chǎn)帶來巨大的損失。在采用鉆爆發(fā)施工的過程之中應(yīng)該對火藥的使用量和使用位置進行精確的計算，進而保證這兩個重要的參量滿足相關(guān)的技術(shù)要求，避免在施工的過程之中對巷道的圍巖造成不必要的損傷。

1.2 井下地質(zhì)環(huán)境

煤礦之中巷道所處的地質(zhì)環(huán)境對巷道的頂板也產(chǎn)生了較大的影響。若巷道所處位置地質(zhì)環(huán)境較好，則在進行掘進施工時可以考慮減少巷道內(nèi)部支護裝備的數(shù)量，進而有效的降低煤礦生產(chǎn)成本，擴大巷道內(nèi)部的可利用空間，提升煤礦生產(chǎn)作業(yè)的效率。若巷道所處的地質(zhì)條件較為惡劣，則在進行掘進作業(yè)時應(yīng)根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的條件采取合理的支護措施進而有效的提升整體的支護質(zhì)量，保證煤礦生產(chǎn)的安全性。

2 提升頂板支護技術(shù)的方案概述

2.1 強化巷道支架的強度

煤礦巷道在初次掘進的過程之中極容易出現(xiàn)變形和位移的現(xiàn)象，在進行掘進施工的過程之中適宜于采用柔性和剛性相結(jié)合的支護結(jié)構(gòu)，進而有效的解決巷道存在的變形和位移現(xiàn)象并盡可能的保證巷道內(nèi)部空間，避免在巷道支護完成之后出現(xiàn)大規(guī)模的巷道返修情況。此外，在惡劣地質(zhì)環(huán)境之中掘進時應(yīng)充分的考慮巷道變形，并給巷道的變形流出足夠的余量，以此來盡可能地減小巷道變形帶來的負面影響。在掘進巷道之中進行支護時，可以采用泄壓的方式，適當降低圍巖的內(nèi)應(yīng)力，并采用提升支架強度的方式，增強對圍巖應(yīng)力的抵抗效果。

2.2 完善巷道掘進施工的技術(shù)準備工作

在進行巷道掘進施工時首先應(yīng)該對待掘進區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境進行全面的勘測，進而充分的了解待掘進巷道區(qū)域的內(nèi)應(yīng)力狀況，并根據(jù)待掘進巷道區(qū)域的應(yīng)力特點選擇適宜的支護方式。在進行巷道掘進之前應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的勘測情況確定適宜的支護方案，在施工之前制定完善的施工方案。在施工前應(yīng)該對參與施工的技術(shù)人員和工作人員進行全面的培訓，確保其全面的了解各項施工內(nèi)容，能夠正確的進行相關(guān)的操作。

2.3 普及新工藝與新技術(shù)

現(xiàn)階段隨著機械化、自動化以及智能化技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦裝備也在快速的向著智能化的方向發(fā)展，與此相對應(yīng)的煤礦巷道掘進和支護技術(shù)都引來了巨大的變革。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)的過程之中應(yīng)該重視技術(shù)發(fā)展帶來的巨大的影響，在生產(chǎn)的過程之中積極的引入全新的技術(shù)設(shè)備，并依據(jù)新的設(shè)備開發(fā)出全新的開采工藝，提升掘進的整體效率和支護效果。在巷道掘進的過程之中如果遇到較大的斷面層，則可以采用連續(xù)掘進的技術(shù)進行施工，以此來降低進行頂板支護的施工難度。

2.4 完善管理制度

完善的掘進管理機制非常重要，只有嚴格執(zhí)行強制性制度方能確保掘進的安全性及有效性。同時，還需要完善和強化煤礦掘進風險控制制度，加強事后懲處力度，對于違規(guī)操作者必須嚴厲對待，實行懲罰與控制相結(jié)合的嚴格管理，為煤礦掘進支護技術(shù)的應(yīng)用提供良好的管理環(huán)境。

3 煤礦巷道頂板支護工藝改進

受地理環(huán)境等多方面因素的影響，我國資源儲備狀況為多煤少油，因此煤炭一直是推動我國經(jīng)濟發(fā)展的重要能源，我國對于煤炭的開采有著悠久的歷史。建國以來我國建設(shè)了大量的礦井，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，過去一段時間內(nèi)建設(shè)的礦井從技術(shù)上講較為落后，對此類礦井進行有效的技術(shù)升級，將先進的生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用到此類礦井之中，對于提升煤礦的生產(chǎn)效率，保證煤礦的生產(chǎn)安全具有非常重要的意義。在過去一段時間里建設(shè)的煤礦為了最大程度地滿足安全施工的需要，所設(shè)計的支護排距設(shè)置為1.5m，一排位于兩個鋼帶之間，實施交替支護，另一排位于垂直距離為1.5m的鋼帶兩端。與原先的支護方案相較，改進后的支護方案中，巷道頂板兩肩窩少用了2排錨桿，位于鋼帶孔中的錨索發(fā)揮了錨桿的作用，每一排少用若干錨桿。依據(jù)上文所述的方式對掘進巷道的頂板支護方式進行全面的改進之后，每120m巷道在頂板支護的過程之中少使用了70根錨桿。在巷道頂板支護的過程之中通常每打入一根錨桿需要耗時5min，應(yīng)用這一全新的方式之后，錨桿支護使用的時間大幅度減少，有效的提升了錨桿支護作業(yè)的效率。表1為巷道掘進支護優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)表格。由表1可知，支護方案改進后，錨桿最大軸力降低了2.8%，頂板最大位移量減小了11.62%，頂板塑形變形深度減小了2.7%，由此可知，優(yōu)化后的支護方案具有更高的支護性能，更能滿足當前巷道的使用需求，也使得井下采煤效率得到顯著提升（表1）。

表1 掘進支護方案穩(wěn)定性對比

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產(chǎn)安全成為了社會群眾關(guān)注的重點，加強掘進巷道之中頂板支護技術(shù)的研究對于保證煤礦的安全生產(chǎn)具有非常重要的意義。為此相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該加強學習，總結(jié)頂板支護方面已經(jīng)取得的經(jīng)驗，積極的引入全新的支護技術(shù)從而有效的保障煤礦生產(chǎn)安全。有效提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益，從而推動社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展。