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关于煤矿巷道支护参数优化与快速掘进技术研究

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王建业刘水龙

[导读] 摘要：煤炭工业的发展让巷道掘进技术作为煤矿安全开采的重要组成内容，煤矿巷道掘进是煤矿开采过程中的关键环节，对影响巷道掘进的有关因素进行分析，并提出一些改进措施，希望可以促进煤矿开采事业的发展。

        陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司陕西榆林 719300
        摘要：煤炭工业的发展让巷道掘进技术作为煤矿安全开采的重要组成内容，煤矿巷道掘进是煤矿开采过程中的关键环节，对影响巷道掘进的有关因素进行分析，并提出一些改进措施，希望可以促进煤矿开采事业的发展。
        关键词：煤矿；巷道掘进；支护
        前言
        我国历来都是一个资源大国，在煤炭资源方面尤其如此。因受地理环境的影响，我国的煤矿很多都在地下，煤矿开采工作就需要在地下实施。因此要大量挖掘巷道，确保煤矿可以实现高效的开采和运输，而且可以有效保证煤矿生产过程的安全性和稳定性，其中煤矿支护技术是该工作中的一项重要内容，对煤矿掘进中的支护技术进行研究和分析对于整个煤矿行业的安全生产都有比较重要的意义。
        1煤矿巷道掘进的支护方式
        1.1矿用支护型钢
        型钢是是一种条形钢材，具有一定的尺寸和截面形状。目前，煤矿的井下巷道支护工作应用了各种各样的型钢，可以把支护施工中采用的型钢以形状为依据分成椭圆形型钢、半圆拱形型钢、圆形型钢。近年来煤矿企业比较关注优化矿井环境，不过总体而言，国内的煤矿，特别是小型煤矿的井下作业环境仍然比较恶劣。对此，煤矿企业应当购置性能更好的矿用支护型钢。基础条件恶劣的井下作业环境对型钢的抗压性能以及抗拉性能、抗剪切性能等都有比较高的要求。对此，有关工作人员在查验材料型钢品质的时候，一定要确认型钢的抗压性能、抗拉性能以及抗剪切性能是否可以很好的满足巷道的支护具体需求。荷载能力也是型钢的重要参数，因为顶板支架在开展支护工作的时候会负担来自多方面的负荷，由此，还应当保证支护型钢有着比较强的荷载能力。
        1.2可缩性支架支护
        可缩性支架是一种金属支架，其实际承载能力和极限承载能力在煤矿掘进工作中有着不一样的意义。煤矿井下的可缩性支架在整个收缩过程中表现的是实际承载能力。器件的连接情况和支架的整体构造对于实际的荷载能力有比较重要的影响。极限承载能力的刚性过程会对煤矿可缩性支架的可塑可变性具有重要的影响力。对此，判断可缩性支架的最佳状态就是以极限承载能力和实际承载能力之间的差异为基础，当极限承载能力比实际承载能力要高的时候，二者之间的差异成最小状态。
        1.3锚杆支护
        锚杆支护主要有锚杆杆体、锚杆托板和网组成。其中托板是围岩直接接触的部位，可以给支护设备供应一定的预警力，而且也可以给围岩周围的结构有一定的安全预警，托板还能给周围的岩体提供一定的支撑，避免巷道结构结构变形引发安全事故。锚杆主要是供应整个结构的支撑力，对结构来说是比较重要的组成内容。网主要是给系统中的细小结构供应支持，避免碎石的脱落情况。
        2煤矿巷道掘进现状
        2.1巷道掘进施工技术落后
        为有效保证煤矿巷道掘进工作能够顺利推进，通常都会应用支护技术确保矿井的安全。在当前的实践中，一般会采用锚喷支护顶板的方式。该方法具有一定的不足之处，同时支护效果也不是很理想，会对巷道掘进的进度造成不良影响，严重的甚至会对煤矿企业的工程质量和开采成本造成不良影响。除此之外，有关施工作业人员的技术不达标，在实际的工作中不能够很好的处理一些突发情况。这也会让巷道掘进工作得不到安全保证。因此，在科技持续发展的推动下，煤矿企业应当对巷道掘进的有关施工技术进行升级，让工作人员的技术水平更高。
        2.2顶板支护固定不科学
        巷道支护的作业环境常常都是比较复杂的、而且比较不容易控制。目前所有的顶板支护方式都各有其利弊，并没有万全之策。在实践中，煤矿企业也不能因地制宜，以实际操作环境为基础，制定更加合理的顶板支护方法，这就会造成大量的物力、人力、财力的浪费。

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        2.3作业效率比较低
        在开展煤矿巷道掘进作业的时候，锚杆固定作业过程中，需要暂停巷道挖掘工作。这就会造成正常生产时间的浪费和施工进度的拖延。如果巷道掘进作业处于完全停止的状态，锚杆固定工作就会和巷道掘进工作发生冲突。如果施工队伍没有实施双作业模式，就会造成作业时间的延长和有关资源的浪费情况，严重的还可能会造成巷道受到损伤的情况。因此，煤矿企业应当让煤矿巷道掘进工作和锚杆支护工作的协调配合更好，让煤矿巷道的掘进工作能够顺利展开。
        3煤矿巷道掘进锚杆支护技术问题的解决对策
        3.1强化机械化运用
        煤矿巷道掘进因为地质环境的原因，在开采的过程中有比较大的难度。在开采的过程中应用机械化的设备，可以让巷道掘进工作得以顺利实施。煤矿企业应当引进先进的设备和技术，培养更多的人才学习有关的先进技术和设备的操作规范，确保煤矿巷道的掘进工作能够有序推进，进而确保锚杆支护技术的工作顺利实施。
        3.2改进施工技术
        工艺技术的改进对于巷道掘进速度的提高也有比较重要的意义。因此，煤矿企业应当重点关注施工技术的改进。一方面，应当对爆破技术进行改进。在实践工作中，可以引入风钻爆破的方法。炮眼的数量应当以煤矿岩层的硬度为基础。如果岩石的硬度比较大，可以对炮眼进行适当的加密或者加深。除此之外，也应当对支护技术进行改进。可以采用光爆锚喷支护，有机结合围岩的物理力学性质等计算支护的有关参数。也可以以实际情况为基础，对排间距进行适当的加大，缩短锚杆的长度和数量，在确保安全的基础上简化支护系统，从而实现煤矿巷道掘进工作速度的提升。
        3.3及时对支护的有关设备进行维护和更新
        在人类社会对于矿产资源的需求量越来越大的推动下，国家和有关企业也投入了更多的资金用于对有关的设备和技术进行研究。近年来也有了一些科技成果。煤矿巷道支护的有关设备也得到了一定的创新和改良。性能良好、工作效率高的机械设备是井下巷道支护工作的基础支持，也能让井下巷道的支护效果有更好的质量保障。煤矿企业应当在日常工作中及时维护设备，确保有关的设备能够更高效的运行。同时，也需要对新技术进行引进和应用，给支护方案的实施奠定更加坚实的基础。比较落后的采煤工业和采掘方式会对顶板支护技术的发展和改善有一定的制约作用。在开展煤矿井下巷道掘进工作的时候，巷道顶板支护是比较重要的内容，有关技术工作人员和有关部门应当特别关注，选择适宜的支护形式，及时做好有效的支护，确保井下巷道掘进关注能够在安全的状态下有序推进。
        3.4提高施工作业人员的专业素质
        对于煤矿巷道掘进施工和支护技术的有效提升，有关施工作业人员的专业素质也是比较重要的因素。在实施煤矿掘进施工和支护技术的时候，应当要求有关施工作业人员具有一定的专业水平和经验。比如，横阻大变形锚索技术方案，为确保顶板和锚索呈垂直状态，应当应用两面锚索进行布置，一列锚索与巷道间隔40公分，锚索相距100公分。锚索最好采用标准的W钢把两列锚索所进行连接。另一列锚索应当固定在距第一列锚索150公分的地方。而且锚索相距应该达到200公分。为确保人身安全，应当考虑把恒阻锚索穿过切缝孔。同时，固定在稳定的岩层孔中。因此，有必要把之前的支护技术和切缝参数进行综合考量和计算，而且按照实际的煤矿开采情况和地理构造情况，计算锚索的直径、长度以及恒阻装置的长度和直径，选择恒阻装置的恒阻值，以实现更好对其预紧力进行误差的计算。
        4结束语
        综上所述，煤矿的掘进施工和支护技术应当在比较严格的指导下完成。因此，对整个过程的有关方面都有更高的要求。在实践中，煤矿企业应当采取适宜的措施，确保煤矿开采效率的提高和煤矿开采质量的提升，同时也应当有效降低煤矿开采过程中的异常事故概率。
        参考文献：
        [1]叶洪金.煤矿巷道支护参数优化与快速掘进技术研究[J].能源与环保,2020,42(08):220-223.
        [2]沙利建.井下掘进施工支护工艺分析[J].能源与节能，2018.
        [3]逯杰.煤矿掘进支护技术分析[J].能源与节能，2018（1）：21-22.