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巷道掘进支护技术在煤矿工程中的应用王志华

发表时间：2021/6/11 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王志华

[导读] 摘要：近年来，我国经济建设发展非常迅速，人们生活水平的不断提高，使得我国对于能源的需求与日俱增。

        新汶矿业集团鄂庄煤矿山东省济南市 271100
        摘要：近年来，我国经济建设发展非常迅速，人们生活水平的不断提高，使得我国对于能源的需求与日俱增。在煤矿井下掘进过程中，支护工艺与手段直接影响着煤矿开采人员的安全以及工作进度。随着采掘深度的增加，地下环境会越来越复杂，要求的支护工艺也越来越高，这为应支护方案的选择和制定带来一定难度。
        关键词：巷道掘进支护技术；煤矿工程；应用
        引言
        科学技术的快速发展加速我国各行业的发展进程，使得我国提前进入现代化发展阶段。众所周知，在采矿过程中最为重要的环节和输出通道就是巷道。因此，如果在采矿过程中，巷道出现了任何安全隐患，都有可能导致整个采矿工程置于危险的环境之下，影响到开采工作的顺利进行，同时也有可能会威胁到工作人员的生命财产安全。我们有必要对影响巷道掘进速度的相关要素进行分析和研究，找出最为安全稳妥的巷道掘进支护技术，促进采矿工程领域获得更加长远的发展。
        1巷道掘进支护技术
        在煤矿巷道的掘进支护工艺中重点包含了支护技术以及围岩增固支护技术，其中的被动支护方式包括了覆盖金属支撑技术。这一支护方式重点是利用金属支护设备购置成的岩层表层支护的形式，主要作用就是降低围岩发生形变的速度。这一支护方式应该归属到临时支护方式中。所以，在进行具体生产工作期间，对其也只是进行短期的运用，如长久使用则容易带来安全事故的发生。围岩支护技术属于主动型的支护工艺，在围岩支护期间采用的最为多见的支护方式就是锚固支护。在新型支护技术的研发、运用和逐渐完善下，在岩石中的钻锚栓锚索开始采用锚杆钻孔这一技术方式。不但能够对岩体的表层进行环绕锚地钢筋的设置，提升支护的效果，还能够有效降低岩石的形变速度和强度。
        2巷道掘进支护技术在煤矿工程中的应用
        2.1锚杆支护技术应用
        在现阶段中，锚杆支护技术属于煤矿巷道建设与煤矿采掘工作中最为普遍的支护方式，可以在很大程度上提升煤炭资源采掘的速度和质量。这一支护方式主要可以对锚固区域的形变、缝隙、围岩离层等问题进行有效控制，防止问题朝严重方向发育。在支护实践工作中，必须充分确保锚固区域围岩所承压力是稳定不变的，以有效缩减拉伸围岩的强度，防止围岩出现形变和裂痕的几率。在支护的标准效果中对于锚杆支护设备的强度具有较高要求，因为在施工期间极易遭受固定预应力的干扰，所以应该按照巷道围岩的具体状态来稳固预应力，能够保证在高预应力的影响下支护设备仍能维持良好的稳固性。在具体运用期间，必须利用应力较大的高强度锚杆来开展巷道的支撑保护工作，以充分降低围岩形变和围岩应力继续提高的几率。另外，锚杆预应力的提高与扩充也会在很大程度上影响到支护的成效，必须通过质量较强的托板、金属网与钢带等支护设备来加以辅助，同时综合其它结构部件来有效控制锚杆预应力的扩充。
        2.2加大设备投入力度，优化完善掘进工艺
        设计人员在对掘进巷道工艺进行有效的升级和优化时，可以从以下两个方面着手：第一，利用综合性的掘进施工技术来对基础条件较为优良的巷道进行有效的施工，在面对不同地质条件要求的状况下，可以采取有不同功能效用的掘进施工技术。除此之外，设计人员还必须将液压体系与自动加油装置相连接，从而可以从根本上提高整个巷道掘进系统的安全性。第二，利用带有可收缩性的支架装置来推动整个支护作用的顺利进行，从而可以更好的提高整个煤炭内部支护效用的发挥。不仅如此，还可以在原有的煤炭机械操作过程中提高整个设备的自动化和智能化性能，科学合理的综合使用不同种类和功能的机械设备，来降低整个煤炭巷道工作的操作时间。

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        2.3预留煤柱支护
        预留煤柱支护方法在一定程度上会优于其他支护技术，它的操作相对简单，并且还能有效的保护巷道掘进的工作环境。除此之外，人们对巷道作业下的风量和储水量也能通过预留煤柱支护方法进行有效调节。伴随着工业化的进一步发展，我国的支护技术也越来越完善，预留煤柱支护方法在煤矿井下巷道掘进过程中已经有了高度的应用。
        2.4全螺纹锚杆支护
        全螺纹锚杆支护也是经常运用采矿工程中的措施之一。全螺纹锚杆技术和普通的支护技术相比出现问题的概率较小，因此使用范围较广。全螺纹锚杆技术能够通过二次紧固螺纹加工提高锚杆的强度，同时，它的界面并不脆弱，在使用的过程中的侧压力不会给全螺纹锚杆造成断裂的风险。除此之外，全螺纹锚杆跟其他的支护技术相比，投入的资金成本较小，适用范围也较广，普遍适用于大多数采矿工程的巷道掘进工作。
        2.5砌碹支护技术
        目前，在我们国家的煤矿事业中采用最多、也是最为基础的井巷支护技术为砌碹支护技术，其又被细分为混凝土砌碹支护技术和料石砌碹支护技术。其优势包括以下几点：连续整体性强，能够对围岩进行密闭封锁，预防围岩出现风化的现象。拥有较强的耐久性、坚固性，还能够有效防止水、火等因素的侵蚀，通风时所产生的阻力也会更低些。另外，在材料的使用上也十分便捷，大部分均可利用就地取材的方式来获得。但这一支护方式也存在一些劣势，砌碹支护重点承载的是上方的压力，如果上部压力不均匀、不对称或者侧方压力过大，那么其承受能力就会比较低，极易产生开裂想象。并且无法马上发挥出其支护作用，必须得到较长时间的保养维护，投放的资金会比较多。
        2.6临时支护工艺分析
        在开展实际的煤矿巷道支护工作时，通常均是利用支柱来进行支撑保护，而在运用支柱支护期间，相关工作人员应该充分了解和掌握煤矿巷道中顶板和围岩的实际情况，同时还需要充分了解和掌握支柱的整体结构与各种支护设备的结构。当前，我国大部分煤矿公司在开展巷道支护工作期间，都没有对支护设备、支柱设施与巷道顶板和围岩的适用度加以充分总结与分析。因此，在临时支护活动开展期间，对用到的支护技术和其他支护设备进行提升与优化是必不可少的。针对临时支护加以充分了解和研究，其中的主要工作就是构建力学分析模型，来分析研究支柱设置的参数，以充分保证支柱对顶板与围岩的支护成效，不论是哪一种支护方式，重点工作都是必须保持好巷道顶板与围岩承受重力的稳定性，对临时支护活动中顶板与围岩承受重力的具体状态加以分析，保持良好的稳定性，最终有效提高支护效果。
        2.7锚喷式支护
        锚喷式支护方式中，带有可伸缩功能的支架不仅具有较高的承载能力，还可以对整个支架内部的整体性做出有效的连接。而且，该支架的承载能力在设计之初就已确定，在后期的使用过程时，只要承载压力范围存在于一定的区间之内，就可以发挥整个支护功能的最大化效用，只需要工作人员关心之后项目可能会出现变形和裂缝等现象。这就对工作人员在实际应用时提出更高的要求，必须结合实际情况和相关的注意事项来使用此种支架，密切关注支架所承载的压力范围，一旦出现可能会破坏整个支护作用的现象时，就要及时制止。
        结语
        基于现代化技术发展，煤矿工程的巷道掘进支护技术得到一定程度上的优化。相关人员应结合煤矿工程的实际情况，积极接受先进技术的使用，全面对先进巷道掘进支护技术加以把控，建立在支护监测制度的指导下，从整体上提高煤矿巷道掘进的安全性，确保煤矿工程的可持续发展。
        参考文献：
        [1]张森波.采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（20）：154-156.
        [2]光立鑫.浅谈煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].当代化工研究，2020（11）：106-107.
        [3]李东.浅谈煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].石化技术，2020，27（01）：163+174.