煤矿巷道支护技术创新与工程实例研究

摘要：煤矿巷道支护技术是保障煤矿安全生产的关键技术之一。随着煤炭开采向深部发展，地质条件日益复杂，对巷道支护技术提出了更高要求。因此，研究煤矿巷道支护技术的创新与发展，对于提高煤矿开采效率、保障矿工安全具有重要意义。鉴于此，本文就此展开了论述，以供参阅。

关键词：煤矿巷道；支护技术；创新；实例

引言

煤矿巷道作为矿井内的重要通道，其稳定性和安全性直接关系到煤矿的生产效率和矿工的生命安全。然而，随着煤矿开采的不断深入，巷道所面临的地质条件愈发复杂，如高地应力、软弱岩层、断层破碎带等，这些都给巷道支护带来了巨大挑战。因此，研究和创新煤矿巷道支护技术，提高巷道的稳定性和安全性，对于促进煤矿行业的可持续发展具有重要意义。

1.煤矿巷道支护技术创新

1.1高强度聚合物纤维网片支护技术

在煤矿巷道支护领域，传统木方支护材料弊病丛生。其质量因来源广泛、加工工艺不规范等因素，参差不齐，导致支护效果波动大，难以切实保障巷道安全。近年来，高强度聚合物纤维网片作为创新型支护材料崭露头角，并逐步在煤矿巷道支护中得到广泛应用。该材料凭借独特的分子结构与制造工艺，具备重量轻的优势，便于运输与安装，极大降低了施工人员的劳动强度。同时，其强度远超普通材料，能有效抵御巷道围岩变形产生的压力。而且，在潮湿、富含腐蚀性气体的煤矿井下环境中，该材料展现出卓越的耐腐蚀性能，可长期保持稳定的力学性能，显著提升支护结构的稳定性与耐久性，为巷道安全提供长效保障。

1.2悬臂式支护结构

悬臂式支护结构作为一种创新的巷道支护方式，在优化支护方案上独树一帜。它通过巧妙设计，有效减少了支护材料的使用量，这不仅降低了材料成本，还减轻了运输与安装负担。在施工过程中，该支护结构借助锚杆和锚索强大的锚固力，将支护材料稳固地悬挂在巷道顶板和两帮。锚杆深入围岩内部，提供可靠的锚固点，锚索则进一步增强支护结构的整体性与稳定性。这种独特的结构设计，使支护体系能够均匀分散围岩压力，形成稳定的承载结构，大幅提高了巷道的整体稳定性。相比传统支护方式，悬臂式支护结构施工难度更低，施工效率更高，为煤矿巷道支护提供了一种高效、经济的解决方案。

1.3抗冲击预应力支护技术

中国煤科开采研究院自主研发的煤矿巷道抗冲击预应力支护关键技术，成功攻克了在动静载复杂作用下，大变形、强冲击巷道支护这一棘手难题。该技术的核心在于对锚杆和锚索施加预应力。在施工时，通过专业设备对锚杆和锚索进行张拉，使其在安装初期就处于受拉状态。这样，当巷道受到动静载荷冲击时，锚杆和锚索能够迅速发挥作用，凭借预先施加的预应力，有效抵抗围岩变形与冲击能量。施加预应力后，锚杆和锚索的支护能力大幅提升，能够更好地约束围岩，防止其出现过大变形与破碎。在实际应用中，该技术显著增强了巷道的抗冲击性能，为煤矿在复杂地质条件下的安全开采提供了强有力的技术支撑。

1.4智能化支护监测技术

伴随物联网、大数据等前沿技术的蓬勃发展，智能化支护监测技术在煤矿巷道支护中得到日益广泛的应用。该技术依托先进的传感器设备，能够实时、精准地监测支护结构的受力状态，如锚杆、锚索的应力变化，以及支护结构的变形情况，包括巷道顶板下沉量、两帮收敛量等关键参数。传感器采集的数据通过物联网技术实时传输至数据分析平台，借助大数据分析算法，对数据进行深度挖掘与分析。一旦发现支护结构出现受力异常、变形超限等问题，系统能够及时发出预警，并为工作人员提供针对性的处理建议。通过智能化支护监测技术，能够快速发现并处理支护问题，有效避免因支护失效引发的安全事故，极大提高了支护结构的可靠性与安全性，为煤矿安全生产保驾护航。

2.工程实例研究

2.1工程背景

以某煤矿为例，该煤矿开采深度较大，地质条件复杂，巷道稳定性差，经常发生冒顶、片帮等安全事故。为了提高巷道支护效果，该煤矿引进了新型支护材料和优化支护结构的技术，并进行了实际应用。

2.2支护方案设计

在对该煤矿进行支护方案设计时，充分考量其复杂的地质条件与独特的巷道特点。鉴于此，选用高强度聚合物纤维网片与高性能锚杆相结合的支护方式。高强度聚合物纤维网片凭借自身重量轻、强度高、耐腐蚀的特性，可有效增强巷道支护的稳定性与耐久性；高性能锚杆则深入围岩，提供可靠的锚固力。同时，为进一步提升支护效果，引入悬臂式支护结构。该结构通过锚杆和锚索将支护材料悬挂于巷道顶板和两帮，优化了支护布局，减少材料用量，降低施工难度。此外，采用组合支护技术，融合多种支护手段优势。支护参数的确定严谨科学，严格依据地质部门提供的详实地质资料，以及对矿井顶板岩层状况的精准勘查结果，确保支护方案既能契合实际地质条件，又能最大程度保障巷道的稳定与安全，为煤矿后续开采作业筑牢基础。

2.3应用效果分析

经过实际应用，该支护方案取得了显著的效果。巷道支护结构的稳定性和耐久性得到了显著提高，冒顶、片帮等安全事故的发生率大大降低。同时，由于支护材料用量的减少和施工难度的降低，支护成本也得到了有效控制。此外，智能化支护技术的应用还为支护效果的监测和评估提供了有力支持，使得支护方案能够根据实际情况进行及时调整和优化。

结束语

综上所述，本文通过对煤矿巷道支护技术的创新和工程实例进行研究，总结了当前支护技术的创新点和实际应用效果。研究结果表明，新型支护材料的研发、支护结构的优化以及智能化支护技术的应用是提高煤矿巷道支护效果的有效途径。未来，随着科技的不断进步和煤矿开采条件的不断变化，煤矿巷道支护技术将继续向更加高效、智能、绿色的方向发展。因此，煤矿企业应加强对支护技术创新的投入和研究力度，不断提高支护技术的水平和效果，为煤矿的安全生产和可持续发展提供有力保障。

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