破碎煤層巷道掘進及支護技術研究

趙仕朝

【摘 要】某煤礦的煤層巷道屬于破碎型，如果施工中運用傳統的掘進與支護技術很難達到良好的支護效果，掘進速度與掘進的安全性也得不到保障，這種情況下，需要技術人員結合具體的破碎煤層巷道進行分析，并采用短掘短支護技術開展超前支護，同時，對支護的架構進行優化和完善，實時的進行巷道頂板的壓力監測，以此證明改進支護后的支護效果良好，滿足掘進支護的工程要求，方便后續破碎煤層巷道的掘進與支護工作的順利開展。

【關鍵詞】破碎煤層;巷道掘進;支護技術

前言：

近些年來，我國煤礦開采行業發展迅速，很多開采技術被研發出來，并得到了廣泛的應用，而煤礦開采的深度也越來越深[1-2]，深部煤礦開采工作面臨著嚴峻的挑戰，由于地質條件復雜，很多巖層結構的穩定性較差，由于地壓過大，使巷道發生了變形和斷裂，給煤礦采礦工作帶來了很大的難度[3]，同時，潛藏著很大的安全風險，目前所應用的深部采礦技術還不能很好的應對深部復雜的采礦環境，本文結合深部煤礦破碎巷道的掘進與支護技術進行分析，例如：短掘段支、機載超前支護和錨網支護技術等等。

1破碎煤層巷道概況

某煤礦巷道相關參數見表1：

以上是某煤礦的基本巷道參數，巷道中的部分區域為復合頂板，厚度在0.5-1m之間，另外，頂板的巖石性質屬于泥巖，整體結構不穩定，容易破碎和垮落，在具體的施工中，還檢測出較大的巷道壓力，巷道出現了明顯的變形，對掘進施工影響很大。

2掘進與支護的難度

2.1掘進中的難度

利用綜掘機進行巷道的掘進，循環的進尺長度為1600m，每個循環中有兩次進刀.另外，由于煤層的深度很大，在煤礦掘進中，會產生一定的礦壓變化，容易導致頂板坍塌和離層，在掘進機進行割煤環節，也容易造成頂板巷道巖塊脫落，最終出現了巷道頂板不平整，圍巖的質地松軟也會出現片幫的問題，目前掘進施工的效率不高，日進尺量有限，所以導致巷道成型存在困難。

2.2臨時與永久支護

單體液壓臨時支護技術應用較為普遍，但是此技術無法應對破碎煤層帶來的壓力變化，另外，此煤礦采空區域的壓力變化波動較大，采用臨時支護很容易出現破碎和離層問題，不利于煤礦安全施工。

巷道頂板屬于泥巖類型，自身的穩定性很差，在短時間內容易出現離層和破碎的風險，利用偽頂支護技術，存在重復和局部偽頂垮落的問題，所以，采用高效的支護手段是確保煤礦開采順利進行的前提基礎.現有的支護方法無法很好的解決頂板離層和巷道偏移的問題，需要進行二次支護才能保障掘進施工繼續進行。

3破碎煤層巷道掘進及支護技術分析

3.1短掘短支與超前支護技術分析

結合某煤礦的深部煤層，采用掘進機進行割煤與自動裝煤，但是在實際的掘進施工中，由于煤層頂板壓力處在不斷的變化中，很容易出現破碎和冒頂的問題，基于這種情況，采取短掘短支的模式，縮小循環進尺長度，在割煤過程中，保障兩側有足夠的余量空間，有利于維持兩幫的穩定性，配合人工風鎬操作，有利于促進巷道成型.當巷道成型以后，需要配備輸送設備和膠帶輸送機進行運煤工作。

在具體的掘進施工中，不論選擇何種掘進方式都存在支護不及時與控頂距較大的問題，利用以上的掘進方式也不可避免經常出現片幫和冒頂的問題，因此，需要對煤層巷道進行超前支護，此支護方案主要與兩個方面：

首先，在截割部位安裝頂梁架和主架，對兩者進行有效的鏈接和控制，在掘進中如果需要進行臨時支護，應該打開液壓泵向液壓支架中注入高壓液，注入完畢將鋼帶和網片在頂梁架中線位置進行安置，利用磁鐵裝置進行固定，采煤機操作人員通過控制手柄，使頂梁架與主架由組合狀態調至分離狀態，結合頂板的具體情況，將支架放置合適的位置。

其次，技術人員對頂梁架與主架的液控手柄進行調節，保持巷道中線與頂板位置重合，對網片和鋼帶進行壓實，固定于頂板之上，同時，對巷道頂板插入錨桿，降低主架至最低程度，再折合主架與頂梁架，當頂梁架完全橫置到掘進設備上，再進行啟動，保障掘進設備順利開展下一環節的作業。

3.2錨網鎖支護技術

技術人員結合本礦區的巷道具體情況，利用錨網鎖支護技術，此技術是煤礦巷道的主要支護技術之一，應用范圍很廣。技術應用過程中，需要對方案的相關參數進行確定。

進行錨桿長度選擇時，需要以煤壁的破壞程度和頂板的破壞范圍作為參考，錨桿的長度應該滿足支護的要求，確保支護圍巖的穩定性，另外，利用錨索支護技術可以提高巷道的穩定性，降低應力集中問題，避免圍巖變形。

4掘進與支護效果分析

以上對短掘短支工藝進行應用分析，結合某煤礦破碎巷道掘進與支護的應用，使煤礦巷道的穩定性和巷道的整體質量都得到了很大的提升，降低了片幫出現冒頂的問題，大大提升了巷道施工的效果。利用掘進機設備對巷道進行主動支護，對原有的不穩定臨時支護進行了強化，提升了巷道圍巖的穩定性，為工作人員安全施工提供了保障，避免安全事故發生造成人員傷亡，影響煤礦企業的穩定和快速發展。

結論：

本文結合某煤礦實例，對破碎煤層巷道掘進與支護技術的相關問題進行了分析，在巷道頂板破碎的環境下，利用短掘短支技術，借助掘進機設備對臨時支護進行改變，變為主動支護與超前支護，提高了巷道支護的作用和效果，保障巷道掘進環節的安全和穩定。

參考文獻：

[1]王國柱.破碎煤層巷道掘進及支護技術研究[J].機械管理開發，2018，33（12）：160-162.

[2]申繼偉，琚紅波.松軟破碎煤層巷道掘進和支護施工技術研究[J].煤，2017，26（05）：38-39.

[3]劉志煒.淺析松軟破碎煤層巷道掘進和支護施工技術[J].技術與市場，2015，22（09）：104-106.

（作者單位：貴州省盤州市能源生產技術羊場指導站）