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第 8 期煤矿掘进支护技术存在的问题及解决措施分析郭勇（贵州盘江精煤股份有限公司金佳矿佳一采区，贵州 六盘水553599）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 43 卷 第 8 期2023 年 8 月Vol.43 No.8Aug.2023摘要：在煤矿开采过程中，为了满足煤矿开采的需求，必须掘进大量的巷道，才能确保煤矿掘进的安全性，提高煤矿开采的效率与质量。矿井的支护技术因特殊的地理环境而面临支护参数不合理、支护速度缓慢等各种问题。在掘进巷道支护中，既要确保施工的效益，又要控制施工费用。因此，必须要改善支护技术，确保煤矿巷道掘进的高效性和安全性。文章基于此，从永久性支护和临时支护两种技术介绍煤矿掘进支护技术，分析目前煤矿掘进支护中常见的问题，并针对性地提出具体的解决措施，以此来推动煤矿掘进支护技术的发展和水平的提升。关键词：煤矿；掘进；支护技术；问题；解决措施作者简介：郭勇（1982），男，贵州安顺人，主要研究方向：采矿工程。1煤矿掘进支护技术简介在进行巷道支撑时，应依据其使用寿命，合理地选取相应的支护技术，以平衡费用与安全。按矿井开采的历史来划分，矿井开采的巷道可以划分成开拓与回采两类。在巷道掘进中，一般都是使用永久性的支护技术，而在开采过程中，则会采取临时的支架。文章将详细地介绍这两种技术。1.1永久支护技术永久性支护是利用适当的支撑措施来保证隧道的长期稳定。目前常用的支护技术有锚喷支护、砌碹支护、架棚支护等。在大部分的工程中，都是使用了锚喷支护技术。1.1.1锚喷支护锚喷支护（如图 1），其结构形式为：锚杆和喷射混凝土。为了改善围岩的受力性能，必须依据岩体的受力状况来确定相应的锚固结构。锚喷支护的作用是：对岩体进行支承、充填岩体裂隙、与岩体的空气隔绝以及与岩体的直接接触等。一般来说，在 80100mm 范围内，可以喷洒出足够的水泥。采用该技术，使隧道的地表较为平滑，且透气阻力极低。1.1.2砌碹支护砌碹支护是利用石料、混凝土、钢筋等在巷道壁上施工支护法，而在矿井中常用的是直墙拱顶。拱形的功能是承担大多数的隧道的压力。该技术具有强度高、耐火、抗水性好等优点，但其结构非常繁琐、造价昂贵且工期缓慢。1.1.3架棚支护架棚支护是利用顶棚支撑的一种方法。该技术主要应用在矿井顶板较大、锚杆支护技术不能充分利用的场合。架棚支护常用的装置为刚性支撑或伸缩支撑。一般来说，对于支护技术而言，永久性支护具有一定的工期。因此，在工期结束前，必须进行巷道的支撑，不然会产生很大的位移。1.2临时支护技术临时支护是利用适当的支撑措施来保证隧道的短期稳定。一般在使用的临时支护设备中，往往可以循环利用，且费用比较低廉。在矿井生产中，大多数矿井的使用寿命都比较短，比如回风巷、运输巷等，因此许多矿井采用了临时性的支撑措施。临时支撑技术所使用的装备有锚杆、支架、单体水力支撑等。图 2 是施工现场的施工现场的简易支撑结构。图 2临时支护剖面图垫木吊环前探梁工作面煤壁2煤矿掘进支护中常见问题矿井的开采是一种非常特殊的采矿方式，它的危图 1锚喷支护剖面图91冶金与材料第 43 卷险性非常高，因为它是在地底进行的，必须要设置一条隧道，如果采矿过程中出现了塌方，将会危及到工人的生命咱1暂。矿井生产实践中，矿井井巷的设置是必要的，但也存在着一定的安全风险。随着矿井的扩大，矿井的宽度也越来越大，已经不像以前那么狭小了，这给矿井提供了一些便利，但由于技术上的原因，矿井的开挖和维护都很差咱2暂。在实际工作中，矿井的采矿需要有矿井的支撑来保证。2.1煤矿掘进支护机械不能满足实际需求目前，许多煤矿都采用了相应的防治技术，但是，在矿井开采过程中，支架支护设备缺乏及时的维护，造成了严重的装备问题。同时，由于技术上的限制，矿井的施工效果较差，在有可能的情况下，必须对其进行整体的改造，从而极大地改善巷道的巷道和支护技术。目前，由于矿井作业环境的复杂性，需要增设各种辅助设施，一些煤炭企业由于各种原因，无法对其进行及时地改造，致使工作超过了工作年限，仍然继续在生产中，造成了一定的安全隐患。2.2煤矿工作规模比较大为保障工程的顺利进行，应保证工程的各个工作环节和程序的正常运转。目前，煤矿生产中最常见的就是吊杆挖掘机，很多煤厂都采用了这种机器咱3暂。采矿过程包括空顶、人工锚固、煤矿挖掘等，如果不采用相应的保护手段，很可能会造成煤矿的安全隐患，从而影响煤矿的生产。想要有效地改善煤矿的支护技术，必须从实际出发，寻求更为科学、合理的防治方法。2.3煤矿巷道结构有待优化在对矿井的规划设计进行研究之后，发现以往矿井均采用先设置一条隧道，后设置拱顶的设计，但这种设计的弊端是对机械设备进入巷道不利，有时会产生阻碍，局限性比较突出。目前许多煤炭企业已将原有的单通道改造成了长方形思维多通道，提高了矿井的安全，保证了矿井的通风。因此，煤矿企业必须改造原有的矿井结构，采用一种全新的支护方式咱4暂。2.4煤矿巷道总数太少大量的煤炭企业在煤炭生产过程中，仍然采取了单通道的方式进行输送，然而，矿井数量太少，无法适应新时代对矿井开采技术的要求，无法充分利用矿井的开采能力。若井巷布局不合理，将限制矿井的改善，不利于提高矿井的技术水平，甚至造成矿井的单井事故咱5暂，因此，必须改变目前的井巷布局。2.5道埋深大，掘进支护难度大目前许多矿井都有 800m 以上的深度，而在巷道的支护上，采用常规的方法存在着诸多缺陷，尤其是在支护的刚性、强度等许多条件下，往往无法满足工程要求。比如，在常规的开挖和支撑中，采用的是末端锚固式锚杆和锚索等咱6暂，其在常规的开挖和支撑情况下仍能获得良好的支护效果。然而，由于矿井受支护环境的影响，使得这种支护装置难以充分利用。因此，在新时代，矿井的掘进支护工作中，必须对设备进行更新换代，并对已实施的技术和装备进行及时的升级，提高矿井的支护水平。3煤矿掘进支护解决措施研究3.1选择使用掘锚一体机掘进支护从目前矿井的巷道支护情况来分析，采用掘进式锚杆整体式掘进支护提高了巷道的支护效率咱7暂。在实际应用中，必须对其进行优化，以提高其支护的效能。综观矿井掘进机的优点，第一，采用的是远程控制的方法，在实际作业中，采用水力锚杆钻机，每一次钻孔的深度都比较深，钻井的效率也比较高，尤其是在使用的时候，不管是垂直方向，还是水平方向，都可以进行快速的调整，而且设备不用移动，就能达到高效的工作。其次，就特定的支护工作而言，可以使锚杆支撑在截割机前端，从而达到对顶面和正面的防护作用，在切割机使用的过程中，可以使锚杆支撑机构向后移动。这样的施工方法，不会影响到后面的切割机施工和装载施工。另外，从目前矿井中采用的掘进机来看，该设备主要零部件的故障发生率比较小，可靠程度比较高，总体结构比较紧密，重心分布比较合理咱8暂。所以，在实际作业中，它的稳定性比较好，尤其是在陡峭的地方，它的总体性能更好，在某些比较坚硬的地方，它的破碎性比较大。综采工作面锚杆在隧道支护中的运用，包括割煤、运输、支护三个环节，这些环节对掘进支护工作都有很大的作用。提高巷道的支撑作用。在工程实施过程中，主要从以下几个方面进行了整体的优化：第一，对各工序进行了全面地调整，在开挖前，对各工序进行了统一规范和设备的统一调度，使工作效率达到最高，减少了人力资源的浪费。其次，如图 3、图 4 所示，对施工现场的临时支护形式进行了优选，针对施工中的临时支护和打桩施工采用了并行施工方法，采用了掘进机的自备支护装置。在永久性支撑阶段，着重于支护工艺参数的优选、锚杆的科学布局，确保了顶板的有效控制和最短的支撑所需的工时。3.2选择使用混凝土永久支护方式在矿井开挖和支护中，针对不同的工程地质情况，选用合适的水泥稳定支架是提高支护质量的关键技术之一。根据实际应用情况，可以将其划分为两种形式：水泥砂浆和锚网喷射。在实施支护前，要保证施工的安全，必须保证一定的安全距离，在注入混凝土前，要科学地选定不同的锚杆类型咱9暂，在开挖完毕后，采取临时支护，先进行薄层混凝土喷射施工，再将其喷成一定的92第 8 期厚度。3.3对前探梁和液压支柱进行适当运用煤矿掘进支护的时候，能够通过适当使用前探梁的方式来解决问题。先确定前探梁位置，然后对间距进行调整，保证间距合适。一般前探梁距离设计为 0.4m，而且巷道的布局结构在架设的时候一定要对其中的数据进行细致地评估，清除巷道里的障碍物，在此基础上，保证能够顺利移动前探梁。架设的时候，各装置通过连棚器连接，使间距比例符合要求。煤矿掘进支护整体质量的保证需要顶梁布置方式的支持，布置顶梁的时候通过单体液压支柱完成，顶梁的强度要足够。和以往的支护模式相比来说，单体液压支柱更适合现在煤矿开采，支护布置的时候要严格限制支柱间距，距离为1.5m，而且顶梁要垂直。如果情况紧急，要先布置顶梁，然后对钢筋网进行完善，液压支柱施工能够满足煤矿掘进支护要求，对支护布局较为有利。4结语总之，目前中国煤炭工业已步入一个崭新的时代，其技术水平和技术水平也有了很大的提升。然而，不容忽视的一点是由于矿井的规模越来越大，矿井的采掘程度越来越高，矿井的安全问题也越来越凸显，为了确保矿井的安全，需要采取相应的对策，本文提出选择使用掘锚一体机掘进支护、选择使用混凝土永久支护方式、对前探梁和液压支柱进行适当的运用等措施，对煤矿掘进支护的研究和应用意义重大。为进一步提高安全性和工作效率，在今后的工作中，要继续进行有效的探索和改革，保证矿井的整体质量。参考文献1 霍建川.煤矿掘进支护技术存在的问题与对策 J.矿业装备，2022，（6）：144-145.2 邓东杰.煤矿掘进支护技术存在的问题与解决方案 J.能源与节能，2022，（4）：75-77.3 杨元红.复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用 J.矿业装备，2022，（5）：178-179.4 陈润合，牛佳胜.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用初探 J.内蒙古煤炭经济，2022，（14）：172-174.5 李磊，张鹏.西南地区复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用 J.模型世界，2022，（28）：31-33.6 侯华营，陈朋磊，张红军，等.煤矿巷道快速掘进支护技术研究 J.能源与环保，2022，44（3）：292-297.7 郝升明.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的特点及应用J.当代化工研究，2022，（7）：93-95.8 马晓宁，薛怀帅，张鲁.基于锚杆支护的煤矿掘进巷道超前支护技术 J.山东工业技术，2022，（5）：96-99.9 康二愣.基于煤矿采煤掘进工作中高强度支护技术质量的实践分析 J.中国石油和化工标准与质量，2022，42（14）：169-171.图 3巷道掘进工艺流程优化图（优化前）图 4巷道掘进工艺流程优化图（优化后）郭勇：煤矿掘进支护技术存在的问题及解决措施分析93