神木汇森凉水井矿业有限责任公司 陕西榆林 719300
摘要：煤矿资源，作为服务于所处地区各行各业健康稳定发展进程的关键，其生产建设效率直接决定了区域经济建设能否跟上预期。然而，在实践过程中，煤矿生产建设易受环境因素影响，而降低产量与生产建设效率。为此，相关建设者应从实践角度出发，即在明确煤矿小煤柱沿空巷道掘进布置要求的情况下，对支护技术的运用效果进行调整。这样一来，煤矿小煤柱沿空巷道掘进支护技术的运用，就能以针对性与可持续性状态作用于实践，进而服务于现代化经济建设的全面发展进程。
关键词：煤矿开采；巷道；掘进；支护技术
1.巷道掘进支护技术
某煤矿企业在采用综采放顶板全部垮落法情况下年产量为800万t，为进一步提升煤炭资源回收率，对目标工作面巷道进行了小煤柱沿空巷道掘进支护控制。该煤矿的煤层厚度在3.1-3.5m之间，平均厚度为3.3m，倾角为1-3°，平均角度为1°。厚度状态较为稳定。经分析，煤顶板的直接顶为细砂岩，平均厚度约为4.6m，属于稳定岩层。对于巷道的正巷断面，为满足通风、架设管道以及行人等需求，应优先选用矩形。此外，距离上一个工作面采空区应预留煤柱，并将掘进宽度控制在既定规范标准范围内。此外，还应明确小煤柱沿空巷道布置要求，来优化掘进支护技术的运用效果。
2.巷道掘进支护技术的运用控制
当前阶段，煤矿采煤工作面的综放开采与连续开采易受自身工艺条件限制，而降低资源生产效率。为改善此问题现状，研究人员应将回采巷道转而采用沿空巷道掘进，来提高支护控制效果。该技术的运用，不仅能够提高矿井煤炭的采出率，还可加快采煤面的掘进作业速度。这里的速度提升，是因为支护技术的运用能够避免生产中断。如此，不仅可以降低回采巷道支护与维护的造价成本，还降低了人工的劳动强度，是推动所处行业健康稳定发展的关键技术之一。
本工程建设人员在开挖小煤柱沿空巷道后，其顶板围岩因受移动影响产生了裂隙，还将上覆岩层荷载传递至巷道两侧围岩上。此外，还因巷道孔帮煤柱呈较松软状态，所以，基于岩层荷载作用影响，裂缝发育较快，形成了塑性变形。当荷载转移至实体煤侧，会导致实体煤侧围岩应力增加。如围岩应力超出了围岩固定强度，也会发生塑性破坏。要想对上述巷道掘进稳定性问题进行控制，需将重点放在顶板围岩支护的科学合理性上。即在控制顶板稳定性的情况下，着手调整工程两帮的变形问题。
通常情况下，沿空巷道掘进的小煤柱宽度多大于锚杆长度，以为后续的锚固煤柱操作提供便利。对于小煤柱的尺寸，如过窄，不仅会对煤柱造成破碎影响，还会严重威胁顶煤与实体帮。此时，煤矿掘进作业面的承载力就会下降。故而，支护技术人员应尽可能降低小煤柱宽度，进而提高煤炭采出率。经对以往数值模拟情况进行分析，发现小煤柱沿空巷道掘进宽度需按照煤矿类型进行确定。如软煤，应将宽度控制在4-5m：中硬煤应控制在3-4m，在对巷道断面进行设计过程中，因沿着煤层底板掘进，所以巷道断面形状为矩形。为防止顶板离层，应每隔一定距离在沿空帮和实帮处各布置一根锚索梁。对于两帮，应各采用5根高强锚杆，其间排距应确定为700X700mm。此外，在实际施工中，为使两帮锚杆达到设计预紧力预期，安装操作过程，就可利用锚杆扭矩放大器。
对于煤矿一小煤柱沿空巷道掘进支护现场的跟踪监测，因锚杆支护巷道与围岩活动情况之间具有隐蔽性，所以，冒顶或是片帮预兆不易察觉。此问题情况下，如巷道冒顶事故发生，甚至都无法察觉逃避。故而，为保证巷道掘进与回采过程的安全性，应采用锚索网十工字钢联合支护方式，以为后续的巷道掘进作业提供控制便利。此时，矿压规律与围岩变形破坏程度的观测，也要进行，尤其是施工前的一周，应将观测点设置为每50m，并将观测周期确定为每天。后续，才可将观测周期调整至两天一次。但遇到围岩出现位移的异常问题，则应及时调整观测频率与周期时间，以将不稳定性问题控制在既定范围内。
对于施工期间的观测，应分两个阶段进行，即掘进施工与巷道围岩运动观测。前者，观测控制重点应放在两帮位移与顶板下沉上[1]，以避免整个巷道的围岩发生强烈变化。后者，应分为三个阶段进行观测：第一阶段，围岩位移运动剧烈期，因围岩移近量增加，座椅，应采用预应力锚杆或是锚索来保证承受荷载不出现太大变化。第二阶段，是小煤柱巷道掘进围岩运动的稳定阶段，围岩移近速度减少；第三阶段，是围岩运动的稳定期，应将观测点设置在断面距离迎头的100m以外。具体掘进期间围岩变形情况如图1所示。
图1.掘进期间围岩变形图：
实际的巷道掘进支护观测工作，还应在回采期间，增加巷道变形程度，即顶板、两帮移近量以及速度均增加。而且锚杆的受力荷载也会增加。如此证明，回采期间，锚索己经将下方松动顶板悬吊在上方稳定砂岩层上，起到了较强的支护效果。这样一来，支护就主动起到了控制巷道掘进变形作用[2]。
结论
简而言之，煤矿小煤柱沿空巷道掘进支护技术，应从工程建设的目标与所处实际环境情况入手，来调整支护作业的方式方法。事实证明，只有这样，才能保证煤矿小煤柱沿空巷道掘进作业不受环境因素的影响，进而达到煤矿资源生产建设预期。故，相关建设者应将上述分析内容与科研结果更多地作用于不同条件与建设要求的工程项目，进而推动所处行业的健康稳定发展。
参考文献
[1]张涛，张厚全.煤矿巷道掘进施工与支护技术存在问题及对策［J］.内蒙古煤炭经济，2017（18）：147-148.
[2]李程.浅析煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施［J］.能源技术与管理，2017，42（3）：112-113.
论文作者:郭年松
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/6
标签：巷道论文; 围岩论文; 煤矿论文; 顶板论文; 技术论文; 稳定论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2019年16期论文;