摘要：矿山巷道的掘进技术是矿山作业的关键，巷道支护技术是矿井建设和生产的关键技术，但井下巷道受高应力和恶劣环境的影响容易出现软岩和支护困难的问题，特别是部分软岩具有稳定性差和容易变形的特点，难以对井下的巷道进行支护。本文主要分析巷道掘进技术应用及存在问题的解决，保障矿山掘进技术的健康稳定发展。
关键词：矿山巷道；开采支护；支护问题；措施
1引言
现阶段，我国煤矿巷道掘进与支护量仍较大，主要以综掘为主；当前，多数煤矿已成功地将煤巷锚杆支护技术应用到实际作业中，促进了自动化综掘工艺的发展，实现了巷道掘进与支护的安全进展，具有较大的应用意义。
2 我国煤矿巷道掘进技术现状
2.1 掘锚一体化巷道掘进
近年，随着科学技术的发展，锚杆支护技术得到快速发展，并成功应用到各个行业中，对矿业开采企业产生了巨大影响。该工艺成功地实现了巷道掘进与锚杆支护的有机结合，创造了掘锚一体化施工技术，不仅提高了井巷掘进进度与巷道支护质量，还缩小了工作面空顶距。从施工作业方式上划分，可分为同时作业掘锚机组与先截割再支护机组两种；当前，同时掘锚机组是最先进的一体化技术，不仅可以实现割煤与锚杆安装的同时作业，而且缩短了巷道掘进工序作业时间，还减少了锚杆支护人员工作强度，大大提升了巷道掘进工作效率。
2.2 连续采煤巷道掘进
连续采煤巷道掘进主要具有采掘一体及采煤速度快的优点，该技术不仅可以同时进行大断面落煤与输送，而且可在双巷或多巷的矩形断面开展，或者是进行独臂开采作业时，具有较强的促进作用。现阶段，连续采煤巷道掘进主要在神华集团等大型企业中应用，主要将其应用到短臂开采与大断面巷道掘进中，且适用地质条件很局限。从施工作业方式上划分，可分为间断式作业与连续式作业两种，前者运输工作界面仅将连续式运输面与运输系统更换为给料破碎机与运煤车；后者运输时要求有采煤机、锚杆钻车、铲车及连续运输系统等作业部分。
2.3 煤巷综合机械巷道掘进
从我国煤矿当前的生产及发展特点来看，目前很多企业主要使用传统的综合机械巷道掘进。此项综合技术要求开展机械化掘进时，主要由供电系统、通风除尘设备、悬臂式掘进机、转载机、通风除尘设备、可伸缩输送机及单体锚钻机等部件组成。悬臂式掘进机是传统煤巷综合机械巷道掘进中的重要组成部分，而且发挥的作用较显著。相关资料显示，最早的悬臂式掘进机诞生于20世纪60年代，该设备工作效率较低下；之后随着煤炭开采业的蓬勃发展，我国开始将大功率的掘进机引入到实际作业中，满足了煤矿资源的经济生产的作业需求，得到的效果较理想。目前，随着经济技术的发展，为了更好地满足煤炭开采作业的需求，当前已对传统掘进机技术进行了改造并创新，自主研发的掘进机在国际市场上具有深远影响；从该作业机的特点上分析，此机器具有重心稳定、方便搬运、机体机构紧促等特点，而且破岩能力较强。该掘进机的发展是一种与我国矿产资源特点相适应的资源开采方式，提升了矿业巷道掘进技术的水平。
3 煤矿巷道掘进技术应用注意事项
在采矿工程施工过程中，进行破煤、装煤作业时，要将煤炭转运至指定的运输设备之上；具体来说，在这一过程中要使用掘进机。通过在具体掘进施工过程中采用掘进机施工，同时，配置相应的运输设备，形成科学高效的流水作业模式，不断提高生产效率，提升煤矿巷道施工掘进的进度。巷道掘进是一项系统而又庞大的施工项目，需要进行科学规划与组织，在巷道空间将煤岩层剥离出来后，要及时进行巷道支护操作，以保证施工最大程度上的安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在全球采矿行业内，锚杆支护技术已经成为提升煤炭开采产量的关键性因素，巷道掘进技术的良好应用与开展将为后续的支护技术奠定良好基础。
4 巷道支护类型
木材支护、利用石材或混凝土进行砌喧支护、金属支护、锚杆支护、及复合支护为当前采矿巷道支护的主要类型。木材支护比较适合支护浅部围岩，其服务年限短、耗费木材多、易受围岩性质与巷道断面形状影响，适用范围有限；利用石材或混凝土进行砌喧支护，这种支护方式具有安全性高、服务年限长、耐抗压、抗震等优点，当前很多煤矿巷道仍在使用这种支护方式，但由于这种支护方式在初期的一次性投入较高，这对其未来的应用发展构成了一定限制；锚杆支护，这种支护主要是将锚杆与围岩粘在一起进行支护，该支护方式的优点为安全、简单、方便、成本低、效果好，可对围岩变形进行有效控制，更好地确保围岩稳定；复合支护主要是联合两种或两种以上支护方式进行支护，如砌喧支护联合锚杆支护等，其中巷道围岩性质、应力大小、地质条件、生产条件是决定复合支护形式的主要因素。
5 巷道锚杆支护技术及应用
5.1 掘锚机巷道的锚杆支护
掘锚机巷道的锚杆支护技术主要把锚杆支护技术和巷道掘进技术进行了结合，在原有的掘进式采煤机的基础上发展起来的锚杆钻车能增大支护结构的强度，能有效地防止巷道坍塌。掘锚机巷道锚杆支护的施工方法主要是后张法预应力结构的施工，先施工主要结构物，在结构物强度达到设计要求时，再使用千斤顶张拉钢材，在张拉过程中工作人员禁止到张拉区，以保证安全作业；张拉完毕后及时用锚具加以固定，锚具作为结构物的一部分永久地固定在钢材上，通过锚具来传递预应力。锚具分为摩阻锚具和机械锚具，摩阻锚具能保持较大的应力，使用方便，机械锚具适应于高强度的钢丝或粗钢筋。
5.2 连采机巷道的锚杆支护
连采机巷道锚杆支护技术是掘进、采煤及支护作业的同时进行，极大地提高了采煤的工作效率，在锚杆支护的保护下进行巷道的掘进。连采机巷道掘进技术主要有两种运输方式，间断式和连续式运输，两者的机械设备有较大的不同。间断式运输设备有间断式采煤机、给料破碎机、运煤车、锚杆钻车、输送机，连续式运输设备有连续式采煤机、连续运输系统、铲车、锚杆钻车及输送机等组成。
5.3 锚杆支护技术应注意的问题
1）解决软岩回采巷道支护问题。首先对支护网或喷层进行刚度支撑的强化，对薄弱部位要增加锚梁支护操作，以实现大幅提升围岩表面支撑约束能力的要求，实现对巷道破碎区纵向延伸的最大程度限制。在实际情况较为复杂时，可以进行二次支护操作，实现支撑保护的强度，同时还可实现支护网或喷层的相对柔性操作，一旦出现围岩发生变形或破裂的紧急情况时，可实现将围岩能量进行释放的功能，降低危险发生的概率。2）使用配套的锚杆支护体系。为实现良好的支撑保护作用，在巷道掘进的锚杆支撑保护体系之中，要对使用的螺母质量及精确程度进行严格把关，在一般情况下，要将普通螺母更换成锚杆专用螺母，实现整体抗压能力的提升。3）对锚杆托板进行加厚处理。为避免出现托板变形而引发施工事故，在实际施工中要对锚杆托板的强度进行增强处理，使得托板的抗变形能力要在实际承受压力范围以上，提升巷道的实际安全性。
6 结束语
目前，随着经济的发展，我国各大型煤矿企业中煤炭的开采都采用机械化作业，这使巷道掘进成为井下煤矿开采作业过程中的核心环节。做好井下巷道的掘进技术工作，改善掘进现状，对煤矿开采数量与质量具有很大影响，是未来矿业掘进巷道掘进技术发展的必然趋势，也是我国煤炭开采行业技术的一次重大改革，为煤矿开采业的可持续发展起到重要的推动作用。
参考文献：
[1] 邹灿.大冶铁矿井下开采巷道围岩稳定性分析及控制技术研究[D].中国地质大学，2014.
[2] 蒋力帅.工程岩体劣化与大采高沿空巷道围岩控制原理研究[D].中国矿业大学（北京），2016.
论文作者:张福新
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/16
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