关键词：煤矿采矿工程；巷道掘进；支护技术
1.煤矿巷道掘进和支护技术
煤矿开采前期，要抵达煤层，就必须先开凿多条巷道，与此同时，为了确保煤炭能够顺利运送，还需开设专门的运输通道。煤矿巷道掘进和支护技术是为了给煤矿开采提供技术支持。通常情况下，煤矿开采的关键技术包括掘进、支护两种。
1.1巷道掘进
当前，煤矿采矿工程巷道掘进基本上使用的都是直眼掏槽与斜眼掏槽相组合的方法，在巷道掘进的过程中，若发现软岩层，此时相关作业人员必须先处理掏槽，掏槽的倾斜角度需控制在45°至90°之间,当掏槽眼的断面较大时，就必须增加辅助眼，以确保煤矿巷道安全。巷道掘进过程中，可使用掘进机来破煤、装煤，同时还需开凿掘进线路，以最大限度地提升煤矿的生产效率和掘进施工进程。另外，还可以使用采煤机采煤，采煤机通过使用横轴切割等方法连续采煤，以扩宽煤矿巷道的宽度，购买采煤机通常只需投入很小的成本，采煤机的采煤效率较高，可以有效节省施工时间和施工成本，提高煤炭企业的生产效率。
1.2支护技术
煤矿巷道掘进期间，需根据煤矿的周边环境制定顶板支护方案。其中，预留煤柱作为巷道支护的重要形式，其下区段必须始终保持回风状态，上区段要能确保煤炭顺利运送，巷道的上区段以及下区段必须设立预留煤柱，以减轻回风巷周围的支撑压力，预留煤柱的优点是操作简便，巷道排水和通风方便，但是支护成本较高，当巷道的底端遭受煤矿支撑挤压时，必然会对巷道的稳定性以及安全性造成影响，因此，当掘进至煤层区域附近时，为了将煤层冲击带来的不利影响降至最低，此时就必须掌控好预留煤柱的宽度。
2.煤矿采矿工程巷道掘进和支护注意事项
2.1巷道掘进注意事项
巷道掘进需注意以下几点：（1）必须掌握煤炭巷道掘进机的使用方法。煤矿开采过程中，不仅要挖掘巷道，同时还需将挖掘的煤炭运送至矿井上层，然而，巷道掘进以及煤炭运输都会使用机械设备，在此期间，操作人员不但要能够正确操作机械设备，还要注意观察周围环境，以防操作不当或者注意力不集中而引发安全事故。同时，由于掘进机也能运送煤炭，提升生产效率，并形成科学、高效的流水线作业模式，因此，需定期对该类机械设备进行维护检查，对于存在问题的设备，应立即进行维修，以确保每一台掘进机都能够正常运作。（2）巷道掘进过程中，必须严格检查巷道的施工条件和施工状况，在巷道周围环境较为稳定的基础上，才可以继续施工。
2.2支护注意事项
巷道支护需注意以下几点：（1）巷道围岩强度。施工期间，一些区段的巷道围岩强度较低，当围岩强度较低时，很容易引发安全事故，因而，施工前期，需全面了解、深入分析具体施工环境内巷道围岩强度，在围岩强度较低的区段，应采取支护措施，以确保巷道安全以及作业人员的安全。（2）深入分析施工现场的地应力。煤矿采矿工程中，最大的安全隐患为矿山压力，当矿山压力较大时，则会引发岩体位移、支护物体变形，煤层松动等问题，严重时，可能会致使岩层断裂、矿井坍塌。为了最大限度的降低此类风险，确保矿井安全，开采期间，必须对作业面进行保护支撑，同时还需处理采空区，以防采空区塌陷。现阶段，工作面支护常用的支护方式就是对顶板岩层进行支护，因而将采空区的处理以及工作面的保护支撑一致称为顶板管理支护。（3）必须清楚巷道断面的形状、尺寸。施工期间，必须对巷道周围进行支护调整。因而，作业人员必须清楚巷道断面的形状、尺寸，只有这样，才能确保支护的质量，防止安全事故。
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3.煤矿采矿工程巷道掘进和支护的难点及对策
3.1软岩条件下的巷道掘进和支护的难点及对策
在地应力以及水理作用的影响下，随着时间的变动，软岩巷道四周的岩石就会发生移位，主要表现为底部鼓起、两侧突出，底部鼓起又被划分为挤塑性底鼓、膨胀性底鼓。若巷道内存有积水，此时两种底鼓将会相互推进，从而导致不良的循环，针对上面所述的两种变形，可根据其变形情况选择支护方式。（1）增加底角锚杆支护和底板支护可有效防止巷道变形；（2）可在巷道断面位置增设反底拱；（3）可通过下列方式降低巷道自由区的应力以防巷道变形，主要方式为在软岩巷道旁边挖泄压槽或者填充区。
3.2采掘应力扰动区内巷道掘进和支护的难点及对策
在采掘应力扰动区域，进行巷道掘进时，冒顶垮落风险和冲击地压的频率和强度明显高于原岩的应以区域。在应力扰动区域，巷道掘进通常会受遭受两种类型的应力破坏。一种为单次大能量应力冲击，煤岩突出以及冲击地压，会在一瞬间内直接破坏巷道原有的支护，致使巷道遭受毁灭性的破坏。另外一种为循环叠加应力，周期来压和循环炮掘，单次应力的强度较小，然而经过多次循环叠加之后，会导致巷道的支护材料出现不同程度的疲劳损伤，此时支护材料的强度就会大大降低，进而导致巷道变形或者巷道冒顶垮落。
4.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的关键
4.1煤矿开采方法
煤矿开采所使用的开采方法主要为综合开采和爆炸开采，爆炸开采需在长壁面内进行，开采过程包含破煤、装煤、运输煤炭以及巷道支护。爆炸开采的设备易于安装，钻探过程中通常会使用煤电钻，不论开采环境多么复杂都可以使用煤电钻，然而，现阶段，爆炸开采针对于顶板的管理却存在很大问题，所以，开采过程中顶板经常会垮落，引发事故，因而，在使用爆炸开采法时，需注意爆破落煤，同时还需增加炮眼数量，装煤时，可使用机械设备装煤，以降低装卸工人的劳动强度，封堵炮眼时需用水炮泥来封堵，以防泄露，与此同时，为了确保作业人员的生命安全，还需定期为作业人员开展操作流程培训课程。
4.2综合开采方法
综和开采的所有工序都使用的机械化设备，不论是爆破、运输还是支护都是使用机械设备来完成的，综合开采通常需要投入大量资金但却无法保证煤炭的质量，因此，在综合开采过程中，需考虑煤层的倾斜角度以及开采方法。
4.3对于复杂的地质条件使用的开采方法
针对于地质条件较为复杂的矿区，采煤期间需重点分析该区域范围内的地质情况，特别需要注意的是当地下的地质条件较复杂且易发生变化时，在巷道掘进施工期间，需注意掘进区域的不稳定围岩，同时在不破坏周围围岩的基础上保证作业人员的人身安全，确保生产安全。针对于地质条件较为复杂的煤矿，为了让围岩以及支护体形成一个整体，扩宽使用范围，就需合理、科学使用巷道掘进和支护技术。
结束语
综上所述，煤矿开采期间，在确保工程能够顺利完成的基础上，不仅要提升生产效率、缩减生产成本，最为关键的是必须保证作业人员以及矿区安全。巷道掘进是一项较为系统且工作强度又比较大的项目，施工之前，就应针对巷道掘进进行合理组织以及科学规划。在确保施工安全的基础上，为了进一步提升煤炭企业的经济效益，煤炭企业就必须重视巷道掘进和支护技术的使用，清楚巷道掘进、支护需注意的事项、难点以及对策，掌握各种开采方法。
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论文作者:陈超
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
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