煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

田丰涛

（贵州钰祥矿业集团投资有限公司遵义县鸭溪镇万顺煤矿，贵州 遵义 563000）

一、掘进和支护技术的应用

掘锚一体化掘进、综合机械掘进是目前常用的煤矿巷道掘进技术[1]。掘锚一体化掘进的基础是锚杆支护，融合了巷道掘进和巷道支护，可显著加快掘进进程。综合机械掘进是一套由电力、钻孔、掘进、传输等设备共同构成的完整技术体系，其中掘进设备可直接影响掘进施工进程，是整个系统的 核心构件。下面以A煤矿为例进行论述，该煤矿井田地表存在第四系通风积层，主要开采的是低变质、无粘性、含油的31B（不粘煤）和41CY（长焰媒）。

（一）掘进技术的应用

目前煤炭采矿工程巷道施工多组合使用斜眼掏槽和直眼掏槽，如果在掘进的过程中遇到软岩夹层，必须把掏槽控制在45°-90°间[2]，当炮眼出现较大的断面时，还应增加辅助眼，确保煤矿巷道具有较高的质量。A煤矿在巷道掘进期间使用的是EBZ135佳木斯牌的掘进机，该设备具有运行安全、效率高的优势，加之还建立了合理的流水性掘进施工框架，从而充分利了该设备在巷道掘进中的优势。此外还使用了采煤机，该设备采整合了煤矿回踩和掘进工序，通过灵活使用横轴切割等形式可有效扩宽煤矿巷道，且由于采煤效率高、资金投入小等优势，可显著节省掘进施工成本和时间，具有巨大的施工优势。

（二）支护技术的应用

一套合理的顶板支护方案，是煤矿巷道安全施工的保障。核心巷道通常采用预留煤柱的支护形式。A煤矿的核心巷道的上区段为运输状态下区段为回风状态，为了缓解回风平巷周边的支撑压力，上下区段均预留了煤矿柱，极大地了地方便了巷道通风和排水。当同时要认识到，支护不仅耗费巨大，还会使得煤矿挤压巷道底端，继而对巷道的安全性和稳定性造成一定的影响。对此A煤矿除了加强了煤柱管理，还严重控制了预留的煤柱宽度，很好地降低了煤层冲击力。

矿用支护型钢一般是U型钢和工字钢，多用于椭圆形、圆形、半圆拱形巷道断面。这些矿用支护钢大多具有较高的抗拉性、抗压性和抗剪性，以满足煤矿巷道施工的要求。此外，煤矿巷道的支护断面还会受到抗弯截面模量的影响，并承担着横向与纵向的荷载。对此，A煤矿在充分了解巷道支架负荷的情况下，对抗弯截面模量进行了科学配置，并根据巷道接触面面积和滑移平温度选用了合适的几何形支护型钢，最终很好地平衡了受力情况。

二、掘进和支护技术在具体施工中的应用

如今的道锚杆支护已发展成包括地质勘探、设计支护方案、选用机械材料、评估作业质量等在内的一整套作业系统[3]。A煤矿在进行地质勘探的过程中充分考量了围岩结构、应力、强度，这使得其探测到的数据更为真实地反应了目标矿区的结构特性、应力场、强度等，极大地了提升了后期巷道布置和支护的作业质量。得到勘探结果后，该煤矿根据具体的地质状况设计了一整套的工作方案，加之有效的支护材料、作业工具、围岩特性管理，继而保质保量地完成了整个施工进程。

巷道掘进施工中通常会运用钻眼爆破，因此在巷道规范和设计时就应该考虑到，并在施工时输送多台电钻设备。在具体施工中，还应把控好施工进程和相关技术的应用，确保炮眼掘进深度合理。前期结合具体的实际情况来定位炮眼和布置炮眼距离，这样可进一步提高炮眼定位的准确性[4]。煤岩层和岩巷道的的特征决定了选择何种挖掘方式[5]。如果挖掘期发现炮眼较深，可根据实际情况调整挖掘过程。如果炮眼断面偏小可采用复合型掏槽掘进，如果炮眼位于软煤层就开展人工布置，A煤矿面对该情况掏槽3个，倾斜角控制在75°。对于软煤层断面偏小，不可采用辅助炮眼。当钻眼正常爆破且煤炭正常开采时，则必须同步开展装煤工作。装煤是一项繁琐的工作，A煤矿使用ZNZ 装煤机作业，使用该装煤机的优势在于履带式传输，适合断面运输，具有较高的灵活性、高效性和持续性。

三、掘进和支护技术应用的要点

（一）做好瓦斯的排放

想要确保巷道掘进作业的安全进行，就必须做好瓦斯的排放工作。在实践中应根据巷道的具体情况设置合理的通风系统，确保瓦斯能及时排出。此外还要做好瓦斯浓度的检测工作，定期检测，一旦发现瓦斯浓度超标，立刻停止施工并开展瓦斯排放。

（二）做好通风防尘工作

在巷道掘进作业时会产生大量粉尘，不仅会影响施工进程，还会危害工人的身体健康，因此必要做好通风防尘工作，根据巷道所需要的风压和风量选择合适的通风机型号、数量及配套风筒的型号和数量等。

结束语：

科学合理的开采方法和技术可显著提高开采效率，也是煤矿开采顺利进行的保障。为了实践中做好巷道掘进和支护工作，为煤炭开采高效、稳步、安全地进行奠定基础，实现社会效益和经济效益的双收。