巷道掘進施工及支護技術有效性分析

（山西新元煤炭有限責任公司 山西 045400）

引言

進行煤礦開采的關鍵兩個環節就是巷道掘進和支護，這兩個過程對開采工作的順利進行具有直接影響，并且要求專業性比較高，這兩個環節對開采效率以及開采過程的安全性具有重要作用，必須高度重視?；诖?，在進行掘進時，應當合理選擇掘進設備，嚴格控制施工的進度和位置，結合實際的地質構造情況選擇合適的施工方法，保證掘進施工和支護工作的安全可靠，進而提升巷道掘進施工的速度。

1.存在的問題

(1)掘進施工技術有待優化

在巷道的掘進施工中，鉆爆法較為普遍，但是此方法施工效率較低，帶來一些頂幫維護困難等難題。支護上一般采取錨噴支護的支護方法，這種支護方式雖然具有一定的作用和效果，但會大大降低巷道支護的效果。

(2)地質構造異常復雜

在進行巷道掘進施工的過程中，地形因素往往是不容忽視的，經常會預計斷層（圖1）、陷落柱（圖2）、沖刷、褶曲（圖3）等構造。一般來說，會使用較為成熟的頂板支護技術，并根據實際情況作出相應調整。由于煤礦周圍地貌多變，在地質條件較好的一些地點可以適當加快掘進施工和相應的支護工作。對于地質條件比較差的地點，要對掘進的速度進行控制，對巷道來說，要加大支護的力度。

圖1 斷層示意圖

圖2 陷落柱示意圖

圖3 褶曲示意圖

(3)安全支護技術不足

巷道圍巖容易受到水體的影響使巖體發生變形，造成圍巖穩定性和可靠性較差，這在很大程度上加大了掘進和支護的難度。在進行巷道的掘進時，由于存在外在的膨脹力，導致巷道時常出現位移和變形現象，如果這一情況比較嚴重，還有可能造成煤礦巷道的損壞，對于具有松軟巖層的巷道更容易發生巷道的損壞。另外，如果巷道掘進的速度太慢，或者在掘進過程中安全防護工作沒有做到位，就會對施工進度產生很大影響。

2.掘進工作面的通風和防塵

(1)掘進工作面的通風

巷道的掘進中，首先必須通風可靠，方可施工。通風機作為煤礦井下最常用的通風設備，選擇依據主要有安裝位置和風量等因素。在選擇通風機時，還需要考慮掘進的需求，確定對通風機的風量需求時，可以參考之前的數據和經驗來分析完成。當前最常用也是最常見的通風機類型主要是壓入式通風機。在對通風機啟動設備進行安裝的過程中，主要考慮的因素之一就是對風壓的需求。通風機一般安裝在距離巷道掘進風口較遠的地方，原因是這個位置的空氣壓力較低，便于通風機通風。為了使通風機鼓風充分，應使風機的整體風壓低于巷道風壓。同時，確定通風機的風筒長度，并確定通風機與作業面間的有效距離。一般來說，要想保證風量較大，應當選擇風筒的直徑較大，通過有效通風距離確定長度，滿足現場的施工需要。

(2)掘進工作面的防塵

進行掘進巷道的施工作業過程中，防塵是一項重要的工作，進行掘進時，在外力作用下，煤巖體發生變形和破碎，這一過程伴隨著大量的粉塵產生。粉塵漂浮在空氣中，對掘進工作的進度和安全產生了很大影響，同時危害著礦井工人的身體健康，因此必須采取掘進面的防塵措施，主要從以下幾方面進行：

①通過向煤層內注水，使水分析能夠吸附粉塵；

②向正在施工的煤巖體中灑水，可以使粉塵數量明顯降低；

③使用通風機通風時將粉塵吹走。

以上三種方法，最常用也是最容易的除塵方法是通風除塵。在掘進巷道時，需要結合巷道的實際情況，選擇合理、有效的除塵方式，也可以采用多種除塵方式共同進行。

另外，對井下掘進面的粉塵濃度進行監測，以便做好防塵工作。

(3)支護技術

巷道掘進過程中必不可少的一個環節就是支護，可以保證煤礦進行安全開采。對于支護的理論，不僅要進行深入研究，還要考慮其在實際應用時的支護效果，支護技術是否有效是要通過實踐來證明的。研究煤礦巷道支護理論時，應當結合實際，通過理論正確解讀巖層的構造并對煤礦巖層的實際情況作出預測。

由于不同的煤礦巷道性質不同，因此需要考慮使用不同的支護形式，這主要是因為圍巖性質存在較大差別，支護過程中應當選擇適合的方法，以達到最好的支護效果。另外，在對圍巖進行支護時，會產生作用于圍巖的作用力，其大小和方向都會對圍巖產生影響。目前有四種常見的支護形式：

①支護力作用在圍巖的外層，如支架支護；

②支護力同時作用在圍巖的內外層，對圍巖的支護屬于自內而外的整體式支護，如錨桿支護；

③通過改變圍巖的力學性質進行支護，即可以通過改變巖體的構成進而實現圍巖的強度的加強，如注漿加固；

④改變圍巖的應力狀態，受到外界作用力的影響，圍巖的強度會發生變化，因此可以對應力下降區進行控制。

以上四種技術中，錨桿支護屬于整體性的支護技術，這一支護技術包括方案設計、進行地質勘查、選擇施工設備以及評估作業質量等工作。通過科學、嚴格的地質勘查，可以為支護設計提供準確的數據支持。同時，在錨桿支護施工完成后，還要進行嚴格的質量評估，目的是保障支護工作的安全性。

3.結語

煤礦的開采及掘進，必須有個安全的生產環境，根據我國當前的巷道掘進施工和支護技術現狀，難以兼顧施工安全和快速掘進，考慮到現場的作業環境。本文結合實際，簡要的分析了煤礦巷道的掘進施工技術和支護技術的難題，為以后作為經驗來推廣應用。