沈龙
中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司，重庆400016
摘要：随着我国经济的快速发展，煤炭资源的需求量越来越大，煤矿必须在保障安全生产的基础上为经济发展提供充足的能源支持；而在井工开采煤矿的生产过程当中，巷道掘进与支护工作是最重要、最基本的环节之一，因此，本文对巷道掘进和支护技术的应用进行了整理分析，以期在实际生产中有借鉴作用。
关键词：煤炭资源;井工开采;巷道掘进;支护技术;应用
引言
为了将煤炭资源从地下采出，首先要掘进一系列供运输、通风、排水、行人等使用的巷道抵达地下煤层，煤矿正常生产期间，随着采煤工作面、采区和水平的不断推进，还要按照开采计划及时有序的掘进出接替工作面的回采巷道、准备采区的准备巷道以及下一水平的开拓巷道，以保证采掘平衡；同时，由于井工开采煤矿是地下作业，受煤层赋存条件、地质条件等影响，极易遭受地压、瓦斯、水、火等灾害，为确保煤矿井下生产系统的正常运行以及工人的生命安全，须采用科学合理的支护技术来强化巷道的安全性与稳定性。
1巷道布置的要点分析
巷道布置应结合煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件等因素综合确定。从控制巷道围岩的角度出发，煤矿应结合巷道围岩强度、围岩应力及其相互之间的作用，选择科学合理的巷道布置方式，以增加巷道围岩强度，降低巷道围岩应力，改善巷道围岩受力条件，有效控制巷道围岩的变形乃至破坏。
因此，巷道布置须着重考虑如下要点：①结合煤矿井下生产系统的需要，巷道应优先选择布置在稳定的岩层或煤层之中，尽量避免水与地质软岩、工程软岩的直接接触；②尽可能将巷道选择布置在煤炭资源开采过后形成的低应力区内，在空间和时间上尽量避免开采作业叠加压力的二次影响；③若无法避免开采作业叠加压力的二次影响，应尽量减少影响的时间，以减轻其影响的持续强烈效果；④巷道通过向斜、背斜、断层等地质构造带时，巷道轴线方向应尽量垂直于所面临的地质造带；⑤巷道轴线方向应尽量保持与构造应力方向平行，尽量避免与构造应力方向垂直；⑥相邻巷道之间应留设合理的岩柱或煤柱尺寸。
2巷道掘进技术的应用
2.1全岩巷道掘进技术的应用
目前，我国井工开采煤矿全岩巷道仍然主要采用钻眼爆破技术进行掘进，对于大型煤矿的大断面全岩巷道掘进，推荐配备液压钻车及其配套设备；对于大型煤矿的小断面全岩巷道或者中、小型煤矿的全岩巷道掘进，推荐配备风动凿岩机及其配套设备。
以液压钻车为主的全岩巷道掘进技术，具有机械化水平高、工人劳动强度小、施工速度快、工效高等优点；同时也存在初期投资大、工人素质要求高、设备性能可靠性欠佳、适用范围局限等问题。
以风动凿岩机为主的全岩巷道掘进技术，虽然具有初期投资小、工人素质要求低、设备性能可靠、适用范围较广、施工组织灵活等优点；但是也存在机械化水平低、工人劳动强度大、打眼装岩效果差、工效低、施工环境差等问题。
2.2全煤、半煤岩巷道掘进技术的应用
目前，我国井工开采煤矿全煤、半煤岩巷道主要采用掘进机技术进行掘进，钻眼爆破技术正逐渐减少，其中掘进机技术又可分为综合机械化掘进机技术和连续采煤机技术。对于采用综采工艺的煤矿，推荐采用掘进机技术进行掘进；对于采用普采工艺或者炮采工艺的煤矿，推荐采用钻眼爆破技术进行掘进。
全煤、半煤岩巷道掘进机技术和钻眼爆破技术的优缺点，则与以液压钻车为主的全岩巷道掘进技术和以风动凿岩机为主的全岩巷道掘进技术的优缺点基本类似。
2.3巷道掘进技术的应用要点
2.3.1通风防尘
对于井工开采煤矿巷道掘进而言，其中最主要的一点就是通风防尘，实施通风防尘的目的是确保通风顺畅，创造良好的施工环境，如果工人长期工作在粉尘较大的环境中，容易患上职业疾病，给工人身体健康带来恶劣影响。
因此煤矿应对巷道掘进的通风防尘工作给予高度重视，可以从以下几点入手：①科学合理的对掘进工作面所需风量、风压以及通风距离等因素进行综合考虑，从而确定所需局部通风机的型号以及数量，并配备除尘设备；②在局部通风机、除尘设备等投入使用前，要认真仔细的测试设备的性能，符合通风防尘标准后，方可投入使用。
2.3.2瓦斯排放
对于井工开采煤矿巷道掘进而言，做好瓦斯排放工作也是十分重要的环节之一，如果掘进工作面瓦斯浓度较高则会大大提高安全生产事故的发生机率。因此煤矿应高度认识巷道掘进瓦斯排放的重要性与必要性，可以从以下几点入手：①要构建良好稳定的通风系统，确保掘进工作面通风顺畅，以顺利排出瓦斯，进而防止安全生产事故的发生；②同时还应严格监测掘进工作面的瓦斯浓度，在此基础上采取有针对性的预防措施。
3巷道支护技术的应用
3.1锚喷支护技术的应用
单纯的锚杆支护技术和喷射混凝土支护技术虽然各有优势，但是也都存在不足之处，锚喷支护技术则应运而生，锚杆通过与其穿过的围岩相互作用形成加固拱，喷射混凝土则用于封闭围岩、防止其风化并脱落。当巷道围岩变形较大导致围岩脱落时，可以选择在喷射混凝土之前敷设一层金属网，以改善喷射混凝土层的抗拉性能，提高其整体性；另外，为了克服金属网层刚度低的不足，还可以选择在喷射混凝土之前采用钢带将锚杆彼此连接起来，以促进支护形成复合结构。目前，我国井工开采煤矿全岩巷道已普遍采用了锚喷支护技术，全煤、半煤岩巷道也在积极普及采用锚喷支护技术。
3.2型钢支护技术的应用
型钢支护技术，是在巷道掘进后促成型钢支架与巷道围岩形成一个共同承载体。根据型钢支架与巷道围岩的力学平衡来看，巷道围岩大部分重量是由围岩自身承担，而型钢支架只承担其中小部分荷载，而这一微小的承载力又是非常重要的，可以有效控制巷道围岩塑性变形，保证巷道围岩的稳定性，促进巷道围岩形成自稳结构，因此，型钢支架要具有必要的强度和可收缩性。目前，我国井工开采煤矿型钢支护技术主要用于受开采影响较大的采煤工作面回采巷道。
3.3砌碹支护技术的应用
砌碹支护技术，是利用料石进行砌筑对巷道形成整体支护，料石优先选择就地取材，当不经济或者无法满足要求时，也可以选择现浇混凝土或者混凝土预制块。砌碹支护的主要形式为直墙拱式，由拱、墙和基础组成，拱的作用是承载顶部压力并将其传递给墙；墙的作用是支撑拱并抵抗侧方压力；基础的作用是把墙传递来的荷载再传递给底板。目前，我国井工开采煤矿砌碹支护技术主要用于服务时间长、不受开采影响、巷道围岩变形小、不适合锚喷支护的巷道。
3.4巷道支护技术的应用要点
巷道支护技术涉及的支护形式非常多，应当依据巷道的实际情况采取科学合理的支护形式，甚至进行多种技术的联合支护，并制订配套的管理机制，最大程度实现支护效果，以减少顶板安全生产事故的发生。
结语
巷道掘进与支护工作是井工开采煤矿生产过程中最重要、最基本的环节之一，只有合理有效地组织巷道掘进与支护工作，达到技术先进、经济合理、生产安全和时间节省的整体优化，才能满足煤矿安全可持续生产的需要。
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