煤矿快速掘进巷道与支护技术

余豪伟 冉绍祥

（重庆中梁山煤电气有限公司矿业分公司 重庆 400052）

煤矿快速掘进巷道与支护技术

余豪伟 冉绍祥

（重庆中梁山煤电气有限公司矿业分公司 重庆 400052）

巷道掘进是一项非常复杂的工程，其中包括很多影响先到掘进速度的因素，对巷道施工进行科学的实施，可以从最大程度上保证巷道安全性，并加快施工速度。随着近年来煤矿开采强度的加大，地质条件也越来越复杂，这种情况下支护技术成为提高煤矿产量非常重要的因素之一。基于此，本文从不同角度针对煤矿快速掘进巷道与支护技术展开了分析。

煤矿；快速掘进巷道；支护技术

煤矿巷道掘进施工的强化可以充分保证煤矿生产的安全性，从很大程度上提升煤矿的整体施工质量。煤炭是我国的重要一次性能源，在我国生产中占有主要地位，具体来说煤矿主要利用地下巷道开采的方式，其巷道掘进工艺是一项非常复杂的工艺过程，煤矿掘进速度可能会受到很多因素的影响。随着开采深度与强度的增加，地质条件越来越复杂，这无疑对巷道支护技术的应用提出了更高要求。

1 煤矿巷道掘进速度的影响因素

1.1 地质构造

良好的地质构造可以使掘进速度得到提升，相反的，断层、褶皱等地质条件会增加掘进的的难度。具体来说，褶区构造、瓦斯量、煤岩厚度等都会对煤矿生产产生影响。如果煤岩硬度较高应该进行临时性支护，如果岩层褶曲断层结理，将不能对煤层厚度进行准确预测，很容易会出现塌落、冒顶等事故，对掘进速度造成影响。如果在开采过程中出现大量瓦斯涌出，将会为掘进施工带来极大的威胁。

1.2 掘进设备

随着近年来科学技术的不断发展，现在各种新型的巷道掘进技术得到了应用，虽然我国当前总体掘进设备的品类还部件齐全，但是信息化、自动化程度始终落后于西方发达国家，工艺性能还存在一定程度的欠缺，我国自行研制的掘进设备故障发生率非常高，存在明显的消耗刀具现象，严重影响了煤矿巷道掘进的速度。尤其是一些设备的核心技术目前我国还没有完全掌握，因此和发达国家之间的产品还存在一些差异，机械自动化始终没有得到实现。

1.3 施工组织管理

当前我国国民经济快速发展的首要制约因素就是电力资源短缺，为了进一步缓解供电压力，我国原煤产量开始出现供大于求的现象，很多企业过分追求眼前利益，过度开采煤层，严重忽视了施工管理的科学性。目前很多管理者始终没有认识到质量管理的重要性，相关规程与文件还没有制定出来，这对煤矿安全生产造成了不利影响。同时很多煤矿人员没有对巷道掘进新工艺与新技术进行掌握，不了解设备的性能，这也对掘进速度造成了不利影响。

1.4 施工工艺

采煤施工工艺由掘进设备情况所决定，新型的支护工艺很难与火候的掘进设备相配合，当前我国大部分煤矿企业的支护形式都是采用新型复合支护、打断面U型棚支护的方式，这种施工工艺在实际应用过程中，不仅运输、安全非常方便，同时支护的强度也非常高，但是其支护施工过程中存在较大难度，特别是在复杂地质构造中，将会对巷道掘进施工速度带来直接影响。

2 煤矿巷道掘进速度的提高策略

2.1 大力应用超前地质探测技术

煤矿企业应该积极应用超前地质探测技术，在探测前编制出井下超前钻探设计图，并制定防突水、方突出等专项措施，严格按照设计展开施工，认真分析钻探资料，加强对超前探测工作的管理力度，并坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，避免出现顶（底）板突水、误揭煤等事故，不断加快煤矿岩巷快速掘进的速度。

2.2 不断改进掘进设备

掘进机是煤矿企业巷道掘进过程中非常重要的设备，要想切实提高煤矿岩巷快速掘进的速度，同时提升掘进的工作效率，就必须选择符合工作环境与工作条件的掘进机，并在使用过程中结合实际情况对掘进机进行改进，使其保持长期的稳定连续性，并注意选择液压与电器元件的过程中，应该将质量关把好。通常情况在，在机械连接装置与齿轮传动装置上，是不需要使用串联系统的，为了使操作步骤与维修工作可以得到简化，应该利用嵌装式结构来代替螺栓组式的结构，利用组装方式提升设备运行的稳定性。

2.3 对施工工艺与施工方法进行优化

大量工程实践表明，煤矿企业要想使巷道掘进速度得到加快，单靠“常规”的施工工艺肯定是行不通的，必须结合矿区的实际情况进行创新与改进，并注意对现有的施工工艺与施工方法进行优化，例如对深孔爆破技术进行创新，对岩巷“喷、锚、喷”施工工艺进行优化等，此外，还要注意尽量保持施工工艺的连续性，保证不同工序之间可以正常平行作业。

2.4 保证施工组织管理的科学性

科学的施工组织管理是保证巷道施工的安全性、高效性的前提，同时也是加快巷道掘进速度的重要前提，具体来说施工组织管理工作包括合理选择施工工艺与施工机械、选择科学的施工素质管理方法、对现行的施工管理方法进行不断优化等。实际上，施工组织管理的科学性具体表现在平行交叉施工规程上，通常情况下，如果机械化与综掘化的水平越高，那么在综采工作面上平行交叉作业制度的优越性就越能表现出来。

2.5 大力采用深孔爆破技术

面对施工矿区地质情况的不同，在选用爆破工艺时应该对其展开深入的研究与分析，选择合理的爆破参数、装药结构，以提升循环施工速度。深眼、掏槽等爆破工艺都会对爆破效果造成影响，还会对煤矿巷道掘进速度带来影响。中深孔技术爆破可以提高一次爆破岩石的总量，有效提升循环进尺，并降低装岩工序时间和打眼时间，该项技术的应用可以有效提升掘进施工的整体效率。

3 高效支护技术分析

安全有效的巷道支护是保证煤炭开采安全性与高效性的重要条件，也是非常关键的一项技术。当前煤矿企业中普遍应用一种锚网、钢筋梯、锚索综合应用的支护形式，锚杆支护方式的效率比较高，支护效果也比较好，具有诸多优点，当前已经成为巷道支护的重要发展趋势，为了充分满足煤矿机械化矿井建设的需求，提高综掘单进速度很有必要，锚杆支护技术现在已经在煤巷支护方面得到了广泛应用。

近年来学者们从不同角度针对锚杆的支护机理进行了论证和阐述，建立了锚杆支护模型，并提出了很多参数的计算公式。但是学者的这些研究应用到井下实践工作中，却因为顶板结构与岩性之间的差异，表现为某支护机理起到了主导性作用，而其他支护机理的作用并不明显。但现在为止，学者始终不能建立数学模型对各种支护机理综合作用的效果进行准确计算。

实际上学者的研究都是某类特定围岩岩性或者某种岩体结构的一种理想形态，如果按照理论分析或许可以计算出锚杆支护的参数，但是按照理论分析得到的参数在实际施工中却会因为巷道实际情况的不同，而对煤矿巷道支护效果带来不利影响，如果计算参数严重偏离实际情况，还会引发安全事故的发生，所以，当前单一的支护理论还不能对锚杆支护参数进行全面的分析、计算。在井下实际施工过程中绝对不能片面的将某一支护理论作为指导，注意同时还要利用巷道动态观察、工程类比等策略，结合现场顶板变化的实际情况，进行及时的总结与分析，并注意对相应的支护参数进行调整，这样巷道支护效果才能达到一种理想的状态，从而使顶板支护的实际需求得到最大程度的满足。

锚网支护工作中通常会伴有节理、层理及软弱薄夹层等岩体弱面的现象，在这些弱面现象的共同影响下，岩体结构特性会变得非常复杂，在外力的作用下，岩体的强度和变形方式将会受到很大程度的影响。实际上，在工程实践中，应该及时发现软弱薄夹层和各种弱面的存在，及时采取针对性的措施对其进行治理，有效预防出现顶板事故。

4 结语

我国煤矿巷道掘进速度主要受到地质构造条件、施工工艺及掘进设备等因素的影响，这种情况下矿井生产效率很难得到提高。为了进一步提高巷道掘进的效率，必须对各种影响掘进速度的因素进行分析，以找到解决问题的有效办法。同时，还要注意积极引进先进的支护技术与掘进设备，这样才能保证施工环境的安全性，保证各项工序的有序进行，促进企业经济效益的提高。总之，为了保证煤矿企业可以得到稳定的发展，必须针对煤矿巷道掘进与支护技术展开深入分析，对锚杆支护进行广泛应用及推广，以保证采煤作业可以达到准里展开，切实解决目前我国经济快速增长对煤炭资源的需求。

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