沙湾县宏业煤炭有限责任公司榆树沟煤矿 新疆 832100
摘要：随着国家对各种资源的大量需求，除了加大对石油的开采力度，也不断加强对国内煤矿资源的开采。将当前先进的支护技术及成熟设备应用到巷道支护中，提升煤矿巷道开采中的掘进支护可靠性及安全性，已成为当前老矿井的支护方式升级改造及新矿井支护方式设计建造中的重点考虑内容。
关键词：采矿工程；采空区；巷道掘进；支护技术
伴随科学技术的突飞猛进，煤矿开采技术得到长远发展，煤矿管理水平不断提高，这就需要煤矿开采设备不断升级换代，促进煤矿企业向信息化、专业化、集约化的方向进行发展。新型掘进机的应用，为煤矿安全高效生产奠定了基础，煤矿企业需要结合地质构造、煤层厚度等选择适当掘进设备，通过技术变革，积累掘进经验，为掘进技术和掘进设备的创新提供可靠依据。
1当前煤矿高效掘进技术发展现状
大型煤矿依据地质勘探及煤层分布位置进行矿井开采技术设计，巷道掘进效率直接影响到煤炭开采质量，当前我国煤矿巷道掘进技术现状如下：
（1）现阶段主要采用的巷道掘进技术为综合机械化技术，该技术涉及悬臂式掘进技术和单机锚杆钻机技术两类。综合机械化技术普遍用于煤矿开采中。我国自主研发的煤矿掘进机，动力性能好、适应性好，运用PLC控制技术，能及时有效监测设备状态、发现设备故障，可靠性强。
（2）我国吸收国外技术经验，自主开发的掘进技术取得诸多成就，以小功率掘进机为主，该机性能可靠、适用性强。但没能实现规模化应用，后期进口国外大功率掘进机，应用于大断面掘进。随着煤矿开采技术的发展，我国在大功率掘进机方面还存在一定的差距，需要加强掘进技术的提高，以提升煤炭开采效率。
2巷道掘进支护方式的确定
2.1巷道临时支护
结合野川煤业矿井的结构特点，选用了1套ZLJ-5.5机载装置对巷道进行临时支护。该设备的架设方法为掘进机完成掘割装煤作业后，将机组退至永久支护下，放下截割头并对机组进行闭锁，按下列程序操作进行临时支护：先检查支护各部位零部件管路是否正常，再把两位三通阀打到支护位置，打开掘进机泵站开关，给临时机载支护供油，支护工将钢筋托梁和金属网妥当放在机载临时支护上，待支护工撤离至安全地点后，机组司机向前推动支护主架和顶梁架液压控制手柄，主架和顶梁架由折合状态，慢慢平稳打开，开到所需要的角度和位置再升主架，升到巷道顶板，将钢筋托梁和金属网压紧在巷道的顶板上，闭锁机载临时支护装置，然后作业人员站在临时支护下进行永久支护作业，打注完锚杆（索）后，作业人员撤出施工地点以外安全地点，机组司机先把主架下降到最低位置，再折合主架和顶梁架，合到顶梁架趴在掘进机上为止，把两位三通阀打到掘进机位置，进行下一循环掘进。当巷道遇到顶板留不住时，可在临时机载支护上方，放置道木与巷道顶板接顶。
整个巷道临时支护的工艺过程为：退机→截割头落地并闭锁机组→调整主架和顶梁架位置→闭锁机载临时支护装置→敲帮问顶找掉活煤（矸）→支护工抬钢筋托梁、金属网妥当放在机载临时支护上→支护工撤离至安全地点→机组司机向前推动主架和顶梁架到需要的角度和位置→抬升主架接顶严密→闭锁机载临时支护装置→闭锁掘进机→支护工在临时支护下进行永久支护作业→以此循环渐进进行作业。
2.2巷道永久支护
巷道的永久性支护方式包括高强度锚杆、锚索、钢筋托梁、金属网联合支护。
结合野川煤业矿井的结构特点，确定了巷道永久支护的工艺流程为：临时支护后→安全检查（敲帮问顶后）→画眼位→锚杆钻机钻锚杆孔→清孔→安装锚固剂（先放一支MSK2335快速锚固剂，再放一支MSZ2360中速锚固剂）和锚杆→上锚杆托板、垫圈、螺母，升起锚杆钻机并用搅拌器联接锚杆钻机和锚杆尾部→用锚杆机搅拌锚固剂（91～180s）→停止搅拌等待1min后→进行二次转动锚杆钻机扭紧螺母→收缩锚杆钻机→用力矩扳手紧至设计值→安装其他锚杆。在支护中使用到的支护设备及工具包括：矿斧、手镐、大锤1把，铁锹3张，ZQS-50/1.6S型帮锚杆钻机、MS18-200/60型锚索张拉器、力矩扳手、气腿式钻机、锚杆钻机钻杆B19、锚杆钻机钻头Φ28mm或30mm、MQT-120型风动锚杆钻机，YT-28风钻等。另外，在支护过程中，当工作面0.8m循环时，永久支护距工作面迎头的最大距离≯1200mm、最小距离≯400mm，永久支护下锚索要紧跟工作面打注，不得滞后施工；当工作面1.6m循环时，永久支护距工作面迎头的最大距离≯2000mm、最小距离≯400mm，永久支护下锚索要紧跟工作面打注，不得滞后施工。
3现代煤矿高效掘进技术的改进
3.1提高稳定性，加强润滑系统
巷道掘进作业过程中，需要在截割头部位设置抗压强度感应器，若接触大块岩石时实现自动报警，便于及时调整截割参数；设置自动伸缩侧支撑，提升掘进机在作业过程中能够平稳运行；因矿井下粉尘大，不适于人工注油，需要配置自动润滑系统，结合工况编制润滑程序，确保润滑良好，降低设备故障率。
3.2降低粉尘、提升掘进机预警
矿井下粉尘大，工况较为恶劣，不利于掘进机的安全运行，需要采取喷雾泵，改善巷道中的粉尘浓度，增加巷道环境湿度，为掘进机的安全运行创造条件。
3.3实现掘进技术的自动化、智能化
随着煤矿开采技术的发展，掘进技术得到大幅度改善，计算机断面控制系统和遥控技术系统得以普及，巷道掘进中，重点在推进方向予以监控、智能检测、数据传输等，提升自动化管理水平，保障掘进机运行中实时调整截割参数和运行轨迹，确保掘进机的运行稳定性，降低工人劳动强度、减少生产投入。
目前，煤矿综采机械化的普及为煤矿向高效高产发展提供有力支持，快速掘进发展成为开采技术的未来方向。煤矿巷道掘进作业中，必须对巷道进行有效支护，以提高巷道安全系数，锚杆支护是众多支护方式的一种，该方式是一种常见并有效的支护方式，对围岩起到较强的锚固作用，可有效增强围岩本体稳定性。该方式施工成本、材料成本较为经济，施工便捷劳动强度较低，易于维护、安全系数高，有利于降低煤炭开采成本。但是，该支护方式的掘进效率是制约后续开采的关键因素。因此，如何提高锚杆支护效率对煤炭生产具有重大意义。相关技术人员，务必提高重视度，切实结合生产实际，探讨有效加快掘进速度的方法以期早日实现快速掘进的目标。
结论
鉴于矿井巷道的环境相对恶劣、复杂，不断加强对矿井巷道掘进支护方式的优化升级设计，提升巷道作业过程中的支护效果及作业安全性，成为当前重要的研究重点。由此，结合山西野川煤矿矿井巷道的地质环境特点，对该煤矿巷道进行了临时及永久性支护方案设计，并对巷道支护过程中所涉及到的关键设备及工艺进行了重点设计，通过对该巷道现场支护效果的应用评价，得出所设计的巷道支护具有更高的可靠性及安全性，可有效提升煤矿的开采量，降低巷道的故障率，得到人员的一致认可，具有重要的实际应用价值和借鉴意义。
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