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摘要：在我国的长期发展中离不开各个能源的发展及利用。其中煤炭首当其冲，在我国能源中所占比例较大。从而为了能够使煤炭资源得到充分的开采和利用，就必须将基础工作做好，打好地基才是最终成功的关键。在打好基础的条件下根据巷道掘进施工情况做好相应规划。其次安全性是生产过程中最重要的，因此在施工过程中要严格把控其安全性，做好防范措施，以防止意外发生。只有保证了人身安全才能保证之后工作的有序进行，保障经济效益达到最大化。
关键词：煤矿掘进；巷道支护；技术
1煤矿开采与掘进支护施工特点
煤矿开采受地质环境因素影响较大，尤其是遇到地质条件复杂的环境，煤矿井会随着开采深度的增加，对煤矿周边地质结构产生更大程度的破坏，对煤矿顶板岩性产生影响，使得矿井围岩所需承受的应力更大，开采掘进难度增加，且出现围岩失稳的可能性也更大，必须要有效落实支护措施。就以往煤矿开采施工情况来看，在掘进过程中经常需进行维修，产生更多工作量。主要是会因为煤矿顶板岩性稳定性差，结构松软度高，掘进过程中产生的应力对围岩性能产生较大影响，造成围岩破碎，增加了煤矿巷道建设难度，降低煤矿开采效率。同时，在顶板岩性破碎时，巷道顶底板还会产生一定程度的收缩性，促使巷道发生变形。为满足煤矿开采作业需求，需要在掘进过程中进行修补，很大程度上降低了煤矿开采与掘进工作效率。
2煤矿巷道掘进施工技术与支护技术的发展现状
据目前的发展来看，巷道锚杆支护技术已经具有了很全面的发展，尤其是建立了完整的系统，系统中涉及到了地质检测、支护的设计方案、如何选用器械和材料以及各方面的评估内容。首先要做地质勘查，从围岩的各个方面进行探测，如应力、结构和探测，将其数据进行整理作为之后方案设计的依据。其次，针对勘查结果，讨论出合理的相关设计方案。并根据地势及其特征选好相适应的器械及材料作为之后的应用工具，保证施工的顺利进行。最后，要对锚杆支护作业成果进行检验及评估，以确保施工的有序进行，从而使锚杆支护技术得到各大煤矿的重用。
3当前煤巷掘进支护存在的问题?
（1）从软件方面讲，首先是防范意识不强，一些煤矿开采单位把经济利益放在第一位，太过于急功近利，在开采过程中重产量。其次是资金投入不到位。一些煤矿企业在资金投入和支配方面分布不均，在对井下掘进支护上的投入力度不够，不经常进行支护交流，没有能够及时有效的引进先进的支护工艺，同时现场的评估也不到位，给开采留下了诸多安全隐患。（2）从硬件方面上来说，主要是技术手段非常薄弱。对于一个煤矿开采企业来讲，必须配备与企业开采量相匹配的专家人手，同时配备一定数量的助手，进行不定期的勘察和检验;同时设备更新不及时。
4煤矿支护技术分析
4.1棚式支护技术
棚式支护属于被动式支护的一种，采用的材料有木质材料、石质材料和金属材料的支架支护，其中木质材料适用于浅部围岩，适用范围有限，且要求支护断面的形状与围岩曲线一致才适用；而石质材料则比木质材料的抗压性能好、安全系数高、变形量小，但是支护成本较高，适用于服役年限较长的煤矿巷道；采用金属材料作支架支护曾经广泛地应用在煤矿支护中，可分为刚性支架支护和可缩性支架支护两种，但是由于其成本较高，受地质环境影响较大，且岩石表层和金属支架之间不能较好的连接，目前应用较少。
4.2锚杆支护技术
锚杆支护技术在煤矿开采中的有效应用，可以形成一个稳定的支护体系，综合围岩周围的地质状况，对力学状态进行科学合理的调控，从不同的方向加强支护作用。锚杆支护技术的应用需要从设计环节进行强调，根据煤矿的地质条件与力学状态，深入研究地质力学变化，从而形成一个整体性的设计体系，为后续锚杆施工提供基础。在锚杆支护中，主要采用矩形断面，重点注意锚杆杆体的弹性形变，对锚杆进行相应的监督与管理，对发生变化的锚杆进行二次紧固，避免锚杆应力的降低不符合要求而造成的事故危险。在锚杆支护技术应用的过程中，还需要考虑顶板岩性、水、断层等因素，根据其不同的变化情况进行相应调整，使得锚杆支护可以与需求相适应，提高支护强度，避免冒顶事故的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锚杆支护分为金属锚杆、水泥锚杆等类型，不同的锚杆支护所发挥的作用也不同。随着技术水平的提高与技术的优化，锚杆组合支护技术得到了很大的应用，通过多组合锚杆进行优劣互补，提高锚杆支护技术的实用性，也加强锚杆支护技术的灵活应用。锚杆支护技术是一种积极防御的支护方法，操作方式简单，为煤矿开采机械作业的进行提供了很大的空间，其技术的应用成本不高，有着很大的优势，在当前煤矿生产中，应对锚杆支护技术进行大范围推广，促进煤矿开采更好地进行。
4.3复合支护技术
所谓复合支护技术就是将两个或两个以上的支护技术联合使用的技术，在煤矿巷道的实际施工过程中，根据实际情况，选择不同的组合支护方式，进行优势互补，达到最佳支护效果。常用的复合支护技术有锚杆锚索支护技术，采用锚杆支护提高围岩的抗压能力和承载能力，而锚索则连接围岩与锚杆支护的承载层，增加了承受应力的岩体面积，使支护效果增加。
4.4联合支护技术
锚杆锚索联合支护的前提是锚索的延伸量大于围岩达到稳定时的变形量。当围岩的稳定性较好时，可以通过选择合理的锚杆参数和支护方式，单独使用锚杆支护就能保持围岩的稳定，但当巷道顶板较差或涌水量大时，单独采用锚杆支护加固作用非常小，支护体的承载能力较低，可能在顶板开始下降时就发生冒顶，这种情况采用锚杆锚索联合支护，能够保证巷道的稳定性。
锚杆与锚索联合支护解决了大量的煤巷支护技术难题，并成为解决复杂条件的基本形式。但从国内的使用效果来看，尚存在一些问题：?
1）煤矿常用的锚索是由低松弛钢绞线制成，其延伸率只有3.5%，而锚杆的延伸率在20%左右。相比而言，锚索的刚性较大，抗变形性能差，和锚杆承载不同步，易超前锚杆集中受力，锚索过高的预拉力必将进一步加剧锚杆与锚索的不同步现象，导致各个击破；?
2）锚索与围岩点接触，软弱岩体受点载荷时，顶板强化效果不明显。?
由上述分析可以看出，若要实现锚杆与锚索协调支护，正确设计锚索预紧力至关重要。若锚索预紧力过大，则围岩的变形全部由锚索支撑；若锚索预紧力过小，则锚索的悬吊作用不明显，一旦锚杆不能有效的支撑围岩，则围岩的过大变形不可避免。
5巷道喷锚技术在煤矿中的应用
在实际的煤矿开采过程中，对于地形复杂的情况，也可以采取喷锚技术进行支护。在这一技术中混凝土的回弹率高现象比较容易出现。甚至有可能会达到50%，大大影响了支持质量。如何减少回弹率是喷锚技术中的重点。研究表明正确控制好喷射风压对其的影响较大，可以有效保证混凝土的质量。通过以下来计算风压：
空载压力=输料管长×0.012×105Pa
工作压力=输料管长×0.012×105Pa +1?
通过调节喷头与喷面的距离关系，可以有效保证喷射混凝土的回弹率低不少，而且还可以得到应有的强度，距离最好保持在0.8至1.2米之间。同时需要注意喷头的方向与喷射面垂直时，回弹率会比较低，喷射角需要始终与喷射方面垂直。
在喷锚技术应用中会使用到砼喷射机与注浆泵，同时还会使用到砼搅拌机、灰浆机与张拉机，这些设备需要根据特定的施工地质条件与工程量来确定。喷锚技术中应该注意以下问题：（1）将岩面找平后再安装托板，让托板和岩面全部接触，会使托板受力均匀，增强承载能力。（2）锚杆孔的直径与锚杆的直径应该配合适当为好。（3）螺帽要用扳手尽量拧紧，使杆体中产生较大预应力。（4）锚杆质量检查。
6防治顶板事故的应对措施
6.1严格执行相应的操作规程和各项制度
巷道掘进是一项危险性极高的作业工程，安全性施工一直都是巷道掘进的重要性目标，为了保证巷道掘进的安全，我们必须严格执行相关的巷道保护细则和各项检查制度和工作制度，一切违反作业安全规定的行为都应当被禁止，同时要严格遵守安全检查制度和质量管理制度，遵守相应的交接班制度，通过层层的安全把控来提高巷道支护的安全性，来稳定支护工程的顶板支护，减少安全隐患的同时也可以保证工程质量，保护施工作业人员的生命财产安全。对于作业过程中发现的任何安全隐患或是问题都要立即上报处理，防治冒顶问题或者事故的发生。?
6.2合理确定煤柱的尺寸
煤柱的尺寸决定了煤柱的基本作用了，也直接影响着支护的安全性。煤柱的尺寸是在巷道设计过程中就需要进行设定的，由于巷道保护的影响因素非常多，且不可控因素比重较大，因此出于巷道支护安全的考虑，必须严格设计和控制煤柱的实际尺寸。煤柱的尺寸应该根据实际的支护作用力进行确定，对于与顶板之间的相互作用力和基本的安全系数也要进行科学准确的计算。煤柱的强度以及内应力等要进行及时的监测和控制，保证一定的受力情况下可以发挥最大的支护作用。
6.3创新顶板支护技术，加强科技创新
科学技术的创新为各项工程的实施创造了必要的条件，同时也给顶板支护施工提供了更大的提升空间。煤矿井下的巷道施工一直都是煤矿施工的重要内容，这是后期煤矿开采的重要基础和保障，也是作业人员生命财产安全的重要保障。时下应该积极创新当前的支护工艺和技术，积极引进更多先进的作业设备，一方面更好的促进巷道掘进的顺利进行，另一方面也可以更好的保证各项施工安全，提高施工效率和质量。
结论
煤矿掘进支护技术的应用，对提高煤矿生产安全性与高效性具有重要意义，但基于不同地质结构环境，应选择合适的掘进设备与支护技术，有针对性地采取措施进行优化管理，保证可有效提高煤矿顶板岩性稳固度，减少坍塌、掉落等问题的发生，提高作业环境的安全性。积极应用各项支护技术，搭配应用合适的掘进设备，争取最高程度上为施工人员营造安全工作环境。
参考文献：
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［2］常伟.复杂地质条件下煤矿开采掘进支护技术的应用［J］.能源与节能，2016(11)：173-174.
［3］曹旭.论述煤矿巷道掘进施工及支护技术分析［J］.科技资讯，2016(24)：158-159.
论文作者:王栋升
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/1
标签：煤矿论文; 巷道论文; 锚杆论文; 围岩论文; 技术论文; 作业论文; 顶板论文; 《防护工程》2018年第35期论文;