煤矿掘进支护技术分析

马培 焦亚顶

登封市金星煤业有限公司 河南郑州 452486

1 影响支护稳定性因素概述

1.1 井下地质条件

煤矿巷道所处层位的地质条件对巷道的支护有较大的影响。若巷道所处的地质条件较为恶劣，则在进行掘进作业时应根据围岩情况采取合理的支护技术进而有效的提升整体的支护质量，保证煤矿生产的安全性。若巷道所处位置地质条件较好，则在进行掘进施工时可以考虑选择相对简易的支护形式，进而有效地提高作业效率，降低煤矿生产成本。

1.2 施工工艺

现阶段，在巷道掘进的过程中，尤其是岩巷掘进中常见的掘进技术是炮掘，这一技术在使用的过程之中具有投资成本低，适用范围广的优点，但是如果在使用这一技术时只关注掘进的速度，未充分的考虑对巷道周边围岩的影响，则可能导致顶板事故的发生，给煤矿的安全生产带来巨大的威胁。所以在采用钻爆法施工的过程中应该根据围岩性质及炸药性能对炮眼数量及炸药使用量进行精确的计算，进而保证这两个重要的参量满足相关的技术要求，避免在施工的过程之中对巷道的围岩造成不必要的破坏。随着我国掘进机械装备的提升，部分条件适宜的岩巷已逐步采用综掘机替换炮掘，从而有效提高了巷道掘进的安全性和掘进效率。使用综掘机不光能后减少爆破对围岩稳定性造成的破坏，避免爆破事故的发生，还能提高掘进效率与支护质量，缩短成巷时间及巷道维护时间，从而有效降低生产成本。

1.3 煤矿掘进支护设备落后

煤矿掘进支护设备落后作为当前煤矿掘进支护技术中普遍存在的问题之一，对于煤矿开采工作的安全性有着较大的影响。由于部分企业使用的掘进支护设备较为落后，这就导致在实际的煤矿开采工作中，支护质量不能很好的满足工程要求。同时，由于设备存在一定的磨损和老化现象，这就导致其在施工中支护性能下降。所以要逐步淘汰落后的支护工艺与设备，这样才能不断提升支护质量。

2 提升顶板支护技术的方案概述

2.1 完善巷道掘进施工的地质勘探工作

在进行巷道掘进施工时首先应该对待掘进区域的地质环境进行全面的勘测，充分的了解待掘进巷道区域的内应力状况，并根据勘测结果选择适宜的支护方式，在施工之前制定完善的施工方案。并且在施工前应该对参与施工的技术人员和工作人员进行全面的培训，确保其全面的了解各项施工内容，能够正确的进行相关的操作。

2.2 采取措施提高巷道支护强度

煤矿巷道在初次掘进的过程之中极容易出现变形和位移的现象，在进行掘进施工的过程中宜采用柔性和刚性相结合的支护结构，进而有效地解决巷道存在的变形和位移问题，尽可能的保证巷道内部空间，避免在巷道支护完成之后出现大规模的巷道返修情况。

2.3 普及新工艺与新技术

现阶段随着机械化、自动化以及智能化技术的快速发展，煤矿装备也在快速的向着智能化的方向发展，与此相对应的煤矿巷道掘进和支护技术都引来了巨大的变革。煤矿企业在生产的过程之中应该重视技术发展带来的巨大的影响，在生产的过程之中积极的引入全新的技术设备，并依据新的设备开发出全新的施工工艺，提升掘进的整体效率和支护效果。例如在巷道掘进的过程之中如果遇到较大的断面层，则可以采用连续掘进的技术进行施工，以此来降低顶板支护的施工难度。

2.4 完善管理机制

煤矿作为一个高危行业，只有完善的管理机制才能确保矿井安全生产，进而创造高额经济效益。结合我国当前形势，要建立一个完善的管理体系，首先要对井下作业进行安全风险辨识。对于掘进巷道而言，存在的主要风险为顶板、瓦斯、爆破等。不同的掘进巷道，以上风险又有所区别。这就需要结合实际情况，针对不同的安全风险，分级进行管控。对辨识出的风险管控的过程，实际就是隐患排查的过程，二者时相辅相成的，只有在两者共同作用下才能确保掘进施工安全。

3 煤矿巷道顶板支护工艺改进

受地理环境等多方面因素的影响，我国资源储备状况为多煤少油，因此煤炭一直是推动我国经济发展的重要能源。建国以来我国建设了大量的矿井，过去一段时间内建设的矿井从技术上讲较为落后，随着技术的不断发展，对矿井进行有效的技术升级，将先进的生产技术应用到矿井之中，对于提升煤矿的生产效率，保证煤矿的生产安全具有非常重要的意义。例如我矿在12 采区运输下山掘进中，每个断面周长为9.11m。原来采用Φ18×1.8m 锚杆配合间距0.8m 钢带进行支护，每个断面使用13 根锚杆，锚杆排距0.8m；通过不断计算与实践，替换为Φ20＊2.2m 长锚杆配合间距1m 钢带进行支护，每个断面使用10 根锚杆，排距不变。与原支护方案相比，每个断面少用了3 根锚杆。通过以上方式对巷道支护进行改进后，每100 米巷道少用了375 根锚杆。在巷道支护过程中，通常每打入一根锚杆耗时5min，应用新的支护方式后，单根锚杆支护使用的时间略微有所增加，但整个断面总体耗时明显减少，有效地提升了锚杆支护作业的效率，降低了材料消耗。

表1 为巷道掘进支护优化前后的数据表格。由表1 可知，支护方案改进后，锚杆最大轴力降低了2.8%，顶板最大位移量减小了11.62%，顶板塑形变形深度减小了2.7%，由此可知，优化后的支护方案具有更高的支护性能，更能满足当前巷道的使用需求，也使得井下采煤效率得到显著提升（表1）。

表1 掘进支护方案稳定性对比

4 结语

综上所述，随着我国社会经济的快速发展，生产安全成为了社会群众关注的重点，加强掘进巷道之中顶板支护技术的研究对于保证煤矿的安全生产具有非常重要的意义。为此相关的技术人员应该加强学习，总结顶板支护方面已经取得的经验，积极的引入全新的支护技术从而有效的保障煤矿生产安全。有效提高煤矿企业的经济效益,从而推动社会经济稳定发展。