煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用

引言：

目前，煤矿巷道掘进支护技术的应用比较广泛，锚杆、棚式等技术是许多矿区的主要选择。但是，部分支护技术在应用中缺乏对不同地质条件的精准适配，在造成材料浪费的同时无法满足绿色开采对低碳、环保的要求，制约着煤炭行业的高质量发展。巷道掘进支护技术在煤矿采矿工程中的有效应用，能够保障煤矿的安全生产，降低顶板垮落、巷道坍塌等事故的发生概率。同时还可以显著提升开采效率，减少因维护修复造成的停工时间，保障采矿流程的连贯性。

一、煤矿采矿工程中常用的巷道掘进支护技术

（一）永久性支护技术

永久性支护技术能够长期稳定地支撑煤矿巷道，确保巷道在整个服务周期内保持良好的稳定性和安全性，主要包括混凝土砌碹支护和钢筋混凝土支护两种形式。在应用混凝土砌碹支护时，要先在巷道围岩表面铺设模板，然后将混凝土浇筑其中，待混凝土硬化后形成坚固的拱形或圆形结构。这种支护形式能够承受较大的围岩压力，具有良好的防水、防火性能，适用于地质条件复杂、服务年限长的巷道。钢筋混凝土支护的应用，主要是在混凝土中加入钢筋，提高支护结构的抗拉、抗剪强度，增强其对复杂应力环境的适应性，以应对巷道中较大的动载或冲击荷载。

（二）锚杆支护技术

锚杆支护技术具有显著的主动性特点，通过锚杆将巷道围岩与深部稳定岩体连接起来，利用锚杆的锚固力将不稳定的岩块或岩层悬吊在稳定岩体上，从而提高围岩的自承能力，控制围岩变形，其核心组成部分包括锚杆体、托盘和螺母等。锚杆体一般采用高强度的螺纹钢制成，具有良好的抗拉强度。在施工过程中，要先使用钻孔设备在巷道围岩中钻出锚杆孔，然后将锚杆插入孔内，并向孔内注入水泥浆、树脂等锚固剂。锚固剂凝固后，将锚杆与围岩牢固地粘结在一起。最后安装托盘和螺母，通过拧紧螺母对锚杆施加预应力，使锚杆对围岩产生压应力，形成压缩带，进一步增强围岩的稳定性 [1]。

（三）棚式支护技术

棚式支护技术主要通过架设棚架来支撑巷道围岩，防止围岩垮落，根据材料的不同可以分为木棚支护、金属棚支护等。木棚支护虽然重量较轻、加工容易、安装方便，但其强度较低、耐久性差，受火灾、虫害的影响较大，服务年限较短。金属棚支护克服了木棚的部分缺点，常见的金属棚有工字钢棚和U 型钢棚。工字钢棚的强度和刚度较强，适用于顶压较大、侧压较小的巷道；U 型钢棚具有良好的可缩性，能够适应围岩的较大变形，常用来支护动压影响较大或深部的巷道。虽然棚式支护技术的支护结构比较直观，但该技术属于被动支护，只有在围岩发生变形后才开始发挥作用，整体稳定性相对较差，难以适应复杂的地质条件。

（四）锚注支护技术

锚注支护技术是锚杆支护技术与注浆技术的有机结合，是一种综合性的支护方式。它先通过锚杆对巷道围岩进行锚固，提高围岩的初始强度和稳定性，然后向围岩中注入浆液，进一步改善围岩的物理力学性质，增强围岩的整体性和承载能力。在施工过程中，首先要按照锚杆支护的施工工艺安装锚杆，形成初步的支护体系。其次，利用注浆设备将水泥浆、化学浆等浆液注入围岩裂隙中。浆液在压力作用下渗透、扩散，填充裂隙，将破碎的岩块胶结在一起，形成一个具有较高强度和整体性的承载结构。锚注支护技术能够提高破碎、松散围岩的强度和稳定性，处理地质条件复杂、围岩破碎严重的巷道。

二、煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用要点

（一）勘察分析地质条件

在煤矿采矿工程中，对地质条件进行全面、深入的勘察分析是有效应用巷道掘进支护技术的首要前提。不同的地质状况，如岩石的硬度、完整性、断层分布、地下水含量等，会对巷道掘进和支护产生截然不同的影响。工作人员可以采用地质雷达、钻探取样等先进的地质勘探技术，精准获取巷道掘进区域的地质信息。通过对岩石样本的分析，明确其抗压强度、抗拉强度等物理力学性质，从而判断岩石的稳定性 [2]。如果遇到断层破碎带等不良的地质区域，要提前制定针对性的支护方案，采用高强度支护材料或特殊支护结构，增强巷道的稳定性，避免掘进过程中出现坍塌等安全事故。此外，地下水的存在会降低岩石的强度，增加支护难度，因此，勘察过程中要掌握地下水的水位、流向和水量等信息，提前做好排水措施，为巷道掘进和支护创造良好条件。

（二）实施综合机械化掘进

综合机械化掘进是指把掘进机、运输机、支护设备等进行有机组合，实现巷道掘进的自动化和连续化作业。掘进机作为综合机械化掘进的核心设备，能够根据不同的地质条件选择合适的截割头和截割方式，高效破碎岩石，减少人工劳动强度和时间成本。同时，运用配套的运输机及时将破碎的岩石运出，保证掘进工作的连续性。在掘进过程中，支护设备要紧跟掘进机，及时对新开挖的巷道进行支护，防止围岩因暴露时间过长而发生变形和坍塌。

（三）做好瓦斯排放工作

瓦斯是煤矿采矿工程中重大的安全隐患，在应用巷道掘进支护技术时，做好瓦斯排放工作至关重要。在掘进前，要准确预测巷道掘进区域的瓦斯含量和涌出规律，采用本煤层抽放、邻近层抽放等瓦斯抽放技术，提前降低瓦斯含量。在掘进过程中，安装瓦斯监测设备，实时监测瓦斯浓度，一旦浓度超标立即启动通风系统，增加通风量，将瓦斯稀释并排出巷道。同时，严格规范井下的动火作业和电气设备使用，杜绝火源产生，确保瓦斯排放工作的安全性和有效性，确保巷道掘进和支护作业环境的安全。

（四）落实通风防尘工作

在巷道掘进的过程中会产生大量的粉尘，如果不及时处理，作业人员长期吸入粉尘，会引发尘肺病等职业病。同时，高浓度的粉尘还会降低能见度，影响作业人员的视线，增加安全事故发生的概率。因此，要合理设计通风系统，确保巷道内有足够的风量和风压，将粉尘稀释并排出，可以采用机械通风与自然通风相结合的方式，根据巷道的长度、断面大小和掘进速度等因素，选择合适的通风设备和方式。此外，还可以在巷道内设置喷雾降尘装置，在掘进机作业、运输过程等产尘点进行喷雾降尘，降低空气中的粉尘浓度 [3]。

三、结语

综上所述，巷道掘进支护技术是煤矿采矿工程的核心要素，其应用成效与煤炭开采的安全和效益密切相关。在具体的采矿实践中，有关人员要因地制宜，科学选择永久性、锚杆、棚式、锚注等巷道掘进支护技术，从勘察分析地质条件、实施综合机械化掘进、做好瓦斯排放工作、落实通风防尘工作等方面入手抓住技术的应用要点，最大限度地发挥支护技术的作用，为采矿工程的可持续高质量稳定发展保驾护航。

参考文献：

[1] 岑帅 , 盛鹏 . 煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用分析 [J]. 内蒙古煤炭经济 ,2024,(24):175-177.

[2] 李旭 , 郭猛 . 煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用研究 [J]. 内蒙古煤炭经济 ,2024,(19):127-129.

[3] 钱永寿 . 浅析煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用 [J]. 产品可靠性报告 ,2024,(01):101-102.

姓名：闫磊（1986年10月），男，民族：汉族，籍贯：内蒙古包头，学历：本科，职称: 助理工程师