巷道掘进支护技术在煤矿工程中的应用.pdf

195 科学管理2020年第10期 1 巷道掘进支护技术应用原理分析 在煤矿井下涉及到的巷道掘进支护技术种类繁 多，使用较为广泛主要有三种。 （1）锚杆支护技术。锚杆支护技术在巷道掘进 中应用十分常见，可最大限度的利用煤矿巷道原岩 应力，使原岩应力与支护强度共同作用，减少支护 成本的投入，从整体上提高煤矿单位的综合效益。 借助于支护构件锚杆托板，通过使用锚固剂可以有 效发挥锚杆支护技术的作用，可在锚杆中将螺母适 当扭紧，使巷道表面能得到托板的紧压，实现围岩 应力状态的调整，能够使围岩节理裂隙情况得到有 效缓解。 （2）砌碹支护技术。砌碹支护在当前我国煤 炭行业中是最基本、最常用的井巷支护方法，主要 分成料石砌碹、混凝土砌碹。主要适用于煤矿井 下的不受回采影响，服务期长的巷道。具有如下优 点本身砌碹支护是连续整体，对围岩能起封闭作 用，防止其风化；且非常坚固、耐久以及防火、防 水、阻水、通风阻力小。而且材料来源广泛，多数 可以就地取材。但是其也有缺点，砌碹支护主要承 受顶部压力，对于顶压不均匀或者不对称、侧压较 大的情况，受力较差，容易出现裂缝。而且不能立 即产生支撑能力，需要养护时间，且造价较高。 （3）棚式支护技术。这一技术在不同工程项 目中的使用有很大区别，针对煤矿掘进工作而言， 棚式支护技术可通过计算岩柱厚度，就具体空位布 置、测量放线等相关操作做出明确的施工设计。以 金属作为主要的使用材料，无论是制作还是安装， 棚式支护技术使用便捷度都相对较高。晋煤集团赵 庄煤业南苏风井井下硐室及巷道，均位于3号煤层底 板K6灰岩之中，采用拱形断面，大部分巷道采用锚 网索喷支护，重要硐室采用砌碹支护，围岩破碎区 域使用棚式支护。南苏风井井下巷道及硐室断面特 征见表1 表1 南苏风井井下巷道及硐室断面特征 序号 巷道名称支护方式 巷道 净宽/ m 巷道 净高/ m 断面积/ m 净掘进 1下总回风巷锚网索喷4.44.015.517.0 2 二盘区开拓巷 道 锚网索喷5.24.419.923.1 3井底排水泵房 锚网索喷混凝土 砌碹 6.47.543.652.0 4井底连接处 锚网索喷钢筋混 凝土砌碹 5.55.024.231.8 5 二盘区开拓巷 道 围岩破碎区 锚网索喷U型钢棚 5.24.419.925.2 2 巷道掘进支护技术应用常见问题分析 就目前煤矿掘进作业的工程现状展开分析，在 巷道支护技术应用中还存在着各种各样的问题，需 要相关研究人员着重对其加以探索。其中，围岩变 化破坏是巷道掘进支护技术应用中最为常见的问 题。围岩岩体遇水后极易出现膨胀，在井下巷道掘 进过程中，在挤压力度较大的情况下，就会出现围 岩的变形，支护结构变化，冒顶事故出现可能性大 大增加。 3 巷道掘进支护技术具体应用分析 （1）施工要点。煤矿开采施工作业中，首要 环节是对岩石性质加以分析，以便支护技术的调 整，为实际操作的顺利施工打下良好的基础。将锚 杆支护技术运用到掘进巷道软岩部分中，既要保障 掘进量的充足，还要综合考虑施工的安全性。在具 体掘进过程中，巷道参数具有变化性，需要相关人 员密切关注具体的参数，有效控制相关参数保障在 安全范围之内，将煤矿巷道安全问题放在首位。巷 道掘进之前要明确探索出具体施工策略，确保支护 承载能力满足施工标准要求，使其支护操作达到预 期效果。为了对锚杆实现最佳控制，在支护上可采 用锚网索形式，针对非锚固岩层面中出现的变形加 以控制。锚网索支护还可以解决低压大、支护难的 问题，缓解瓦斯积聚情况，使巷道掘进中危险可能性 大幅度降低。煤矿在完成初步掘进后，为有效避免位 移、变形的可能，应着重对支护技术加以选择，初次 掘进可选择支护柔性较强的结构，而后续可选择刚性 较强的结构，使位移变形问题得到有效解决[2]。 巷道掘进支护技术在煤矿工程中的应用 袁伟 山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司 山西 长子 046605 摘要煤炭是我国重要的工业能源。为满足我国煤炭资源的有效开发，确保我国煤炭工程的施工、开采质量，就需要 着重强调巷道掘进支护技术的应用。主要针对在煤炭开采工作中巷道掘进支护技术的具体应用展开分析，希望给相关人员 一些有效思考。 关键词巷道掘进支护 煤炭工程 煤炭开采 （下转第249页） 249 科学管理2020年第10期 个水源。其特点在于存在较大的水压，一旦掘透将 会产生极大的破坏，涌水维持时间较短，容易疏 干。但老空水与地表水等存在密切联系时，疏干的 难度较大；老孔水存在较大的酸度，无法饮用，对 矿井下的金属设备存在较大的腐蚀性；老空水常常 伴随着有害气体的涌出。由于老空水具备较强的隐 蔽性，其水害大多呈现为灾难性及突发性的特点， 一旦发生突水现象，必定会来势汹汹，瞬时间出现 较大的突水量，如果不具有充足的补给来源，其突 水量将会持续降低；当采空区与地表水形成沟通或 者与地表存在裂缝带时，若遇到雨季强降水时，或 采空区与强含水层之间有着密切联系时，矿井的突 水量将会不断上升，甚至会淹没整个煤矿。 2.3.2 采空区有害气体 采空区所包含的有害气体主要为CO2，CO， H2S，NO2，SO2，NH3，H2和CH4等，这些气体大多 来源于煤层及围岩。CO2可以刺激人体的呼吸，但 这一气体的浓度超过了标准，将会导致人体中毒或 者出现窒息；CO可以对人体的血液及神经产生一定 的危害，导致人体出现昏迷、头痛等，更严重的会 导致死亡；H2S可以抑制人体呼吸，其主要来源于腐 烂物质及含硫的矿物水化；NO2在与水相溶之后， 将会产生强腐蚀性的HNO3，对人体的肺部、眼镜等 产生强烈的刺激及腐蚀，更有甚者会导致肺水肿的 产生；SO2与水相遇产生H2SO2，对人体的呼吸系统 及眼睛产生了较强的刺激，可导致肺部水肿及喉部 炎症；NH3对呼吸系统及皮肤有着一定的刺激性， 可使喉头出现水肿；H2可以发生自燃；在煤矿中， CH4是一种危害性最大的有害气体，这里不再重述 其危害。 2.3.3 不良钻孔封闭 在地质勘查的过程中存在一些钻孔不达标或者 没有封孔的现象，或者尽管完成封孔但是没有检查 质量，无法对封孔质量进行有效评价，导致钻孔成 为了隐蔽致灾的一个主要通道，进而导致矿井发生 突水，也会成为瓦斯等气体大量涌出的通道。 2.3.4 导水裂缝带 导水裂缝带指的是在对煤层上方的某些范围内的 岩层进行开采时出现断裂、垮落等现象，进而出现了 裂缝，并且导水性的岩层范围；在以往的地质时期， 由于岩石、构造等影响所形成的岩石破碎区也是该裂 缝带的一种形式。它所具有的特点主要是连通性、隐 蔽性、成层性等。对该裂缝带的最大高度加以明确的 方法主要有经验公式法、现场实测法等。 3 结束语 煤矿企业还需要对自身矿井中存在的隐蔽致灾 因素进行详细清查，并充分认识到清查的重要性， 在掘进过程中对人力、物力等进行合理配置，积极 开展有效的探查工作，为本矿井的规划设计、技术 完善等提供可靠的地质依据。 参考文献 [1]李建军.煤矿地质勘探技术及其重要性研究[J]. 石化技术， 2020（03） 66-68. （2）完善支护监测制度。管理人员应对支护监 测制度加强健全力度，密切关注制度的落实程度。 在支护监测技术的规范下，井下施工人员得到的围 岩状态变化数据更加准确，针对其运动规律，对支 护方案加以优化，实现煤矿掘进作业实际效果的最 大化。 （3）维护支护设备。我国煤矿开采深度逐渐增 加，不仅造成了施工难度上的加剧，还导致施工人 员施工危险概率增加。我国相关部门高度重视煤矿 工程的施工作业，从国家层面提供大量资金支持相 关深层支护技术的研究，优秀技术成果不断涌现， 但是就目前而言，存在着技术研究与施工相脱轨的 情况，导致新技术在具体的施工中没有得到良好的 应用。因此，在企业内部，应加强对新技术的引 进，强化员工对新技术的应用。 （4）加强一线员工技术培训。只有确保支护 技术的良好应用，才能在根本上提高煤矿相关产业 的生产效率，确保煤矿的开采量会稳步提高。相关 企业应加强对新技术使用的宣传力度，积极组织各 项煤矿掘进支护技术操作培训，使每一名员工都能 熟练掌握技术的具体应用，强化对新技术、新工艺 的认知，在培训过程中，企业应注意不仅要培训施 工人员的实践能力，还要注重对工艺原理知识的传 输，以考核的形式，落实员工理论知识的学习，同 时，丰富员工的法律法规认识，杜绝不良违规操 作，提高员工的综合素养。通过有效推广，在最大 程度上提高员工的施工操作水平。 4 结束语 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] 赵文涛 . 煤矿井下巷道掘进顶板支护技术分析 [J]. 当代化工研究， 2020（09） 91-92. [2] 王维高 . 有关巷道掘进支护技术在煤矿工程中 的应用探究 [J]. 科技资讯， 2017， 14（28） 4648. （上接第195页）