关键词：巷道支护技术；煤矿开采；应用措施
煤矿资源的高效开采对人们的生产和生活都有着巨大无比的作用，且巷道支护技术是当前应用在煤矿井下掘进时的主要技术，为了提高开采效率，就需要相关研究人员不断完善巷道支护技术，使其发挥出最大的作用。但是在现阶段煤矿井下掘进中该技术尚存在较大问题亟待完善，在巷道支护的过程中需要结合各种因素来使其体系结构优化，为了使该技术得到更广泛的应用，还需要不断改善其支护结构方式。
1 煤矿井下掘进巷道支护技术类型及原理
煤矿井下掘进过程中，巷道支护类型比较多，不同支护技术的支护原理不同，主要表现在以下几个方面：
1.1 锚杆支护技术
可以使煤矿巷道的布置方式得到优化和改善，有效提升煤炭产量和经济效益。实际上，锚杆支护技术一般是借助支护构件锚固剂及锚杆托板等发挥作用，有效遏制围岩节理裂隙的产生。
1.2 砌確支护技术
该技术可以对围岩表面起到很好的支护作用，在巷道比较特殊的位置得到广泛应用。该技术对支护材料质量提出了比较高的要求，水泥选择了普通水泥，并保证其抗压强度超过11.8MPa、混凝土中石子粒直径V20mm、矿石砂的直径V15mm、砌墙料石要与垂直缝相互错开。
1.3 棚式支护技术
在煤矿井下掘进施工中，棚式支护技术要能够为施工管棚工作室设计、保护岩柱厚度计算、测量放线、布置孔位等提供作用。棚式支护技术主要以金属材料为主。
2 煤矿井下巷道支护存在的问题
从现场经验看，巷道支护技术在实际应用中，通常情况下还存在着一些问题，主要表现在，围岩会发生变化或遭到破坏，尤其当遇到水之后。由于巷道在掘进过程中，围岩会自然发生膨胀，再加上相对较大的挤压力，在其共同作用下，围岩很容易发生变形，这就会使支护结构的安全稳定性受到直接影响，从而引发安全事故。在这种情况下，最容易发生的事故为冒顶事故。在实际掘进工作中，影响煤矿支护技术应用的因素并非一种，除了煤矿地质结构因素的影响外，还会受到施工工艺的影响。地质结构相对较好，则进行巷道掘进工作的进度快，效率也较高；而地质结构较为复杂时，应用的支护技术与作业进度、工作效率都会受到影响。在采取爆破法进行掘进时，要与锚喷支护相结合，且保证精准度，以提高支护质量。
3 煤矿井下掘进巷道的支护形式
3.1 型钢支护
矿井中采用型钢支护时，所选用的型钢必须符合支护的基本要求，在功能上要具有较好的抗拉性、抗剪性、抗压性与刚韧性。巷道中支架所要承受的力，来自于纵横两个不同方向，纵向的力即为推动力，横向力即为荷载。因此，在采取支护前，要对承载负荷能力进行相应的准备工作。矿井所采用的支护型钢，其断面的几何参数在一定条件下可能受到来自于抗弯截面模量的影响，由此可见抗弯截面模量在此过程中的作用非常关键，不容忽视，由此决定了抗弯截面模量要保持与巷道支架承载负荷能力最大程度地相似。矿井所采用的支护型钢会呈现出几何形状，而支架本身也会表现出其特有的性能。从本质上讲，前者对后者起着决定性的作用。因此，在进行锁紧与滑移处理工作时，无论任何矿井所用的支护型钢，都要使其接触面面积以及平稳性达到与之相关的要求，以便于使受力情况达到最高的标准。
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3.2 预留煤柱
矿井预留煤柱支护从形式上讲，属于一种比较传统的巷道支护形式，巷道上区段为运输平巷、下区段则为回风平巷。此支护形式要提前做好预留，使上下区段之间保持一定的宽度，使回风平巷将支撑压力进行提升时，避开实际峰值区域。从技术角度上讲，预留煤柱支护技术同其他技术相比，在应用方式上相对比较简单，也会对通风、排水等方面产生较为有利的影响。然而，预留煤柱支护也会耗费大量的人力、物力和财力，在无形中就会使巷道的维护成本不断增加。这就需要在实际进行支护结构建设中，一方面要保证预留煤柱的有效性，使其发挥支护作用，另一方面还要随时观察井下的变化情况，与多元施工技术相结合，精确计算出围岩变形的周期数据，然后将锚杆支护适当地引入其中，以保证井下作业的安全与质量。
4 煤矿巷道支护技术应用策略
4.1 着重分析岩石性质
在开采之前，工作人员应该对当地的自然环境有一个大致的了解，首先需要确定当地岩石的性质，并对岩石的性质进行一个大致的分析，以岩石的性质为大前提选择合适的支护技术，并在此基础上对支护技术进行合理的完善和改进。举例说如果是软岩巷道则需要选择锚杆支护技术，同时在实际开展工作后工作人员也应该实时检测巷道的各项参数防止其出现较大程度的变化，确保其不会出现较大问题，可见着重分析岩石性质是决定使用何种支护技术的前提。
4.2 考虑支护承载能力的合理设计
巷道支护的主要目的就是为了保证在掘进过程中使岩石结构不发生较大的改变，使岩石结构处于较为安全的状态。因此，在巷道支护技术的设计过程中，研究人员的重点一直是其承载能力，这就需要研究人员采用科学的手段和方法对地形地貌进行严格的勘探和分析，对巷道支护技术设计进行不断的改进和完善，尽力提高其支护承载能力。在承载能力之外还要主要研究可以保证巷道平整性和光滑性的支护技术，这些技术的应用都可以帮助工作人员解决在施工过程中经常出现的问题。并且现今煤矿井下挖掘工作大多使用的是该种组合支护技术，其通常被应用在巷道围岩较为薄弱的地带，这种组合方式可以将围岩的自我承载能力发挥到极致。
4.3 及时维护和更新支护设备
如果设备出现老化或者失修的状态，很有可能引发地下的岩石结构发生改变，进而发生一些安全事故，这就需要工作人员在日常施工时要定期检查支护设备的工作状况，记录每天的工作情况，一旦有非常规现象时立刻反应。其次企业应该加大资金投入的力度来保证设备的更新换代，只有保证支护设备的高效工作才能提高工作效率，提高企业的经济效益。
4.4 构建科学的监测体系
对于煤矿巷道支护施工而言，支护监测主要是对围岩发展与变化的相关参数进行收集与加工，以便更好的了解和掌握围岩的变化情况。同时，在对相关参数进行收集与加工过程中，还需要本着准确、系统和有效的原则，通过构建科学的监测体系来对围岩变化情况给予准确的预测，对其中潜在的问题采取有效措施给予解决，以确保巷道施工安全进行。此外，监测结果还可以为煤矿巷道支护验收提供真实、可靠的数据资料。
5 结语
总而言之，在煤矿井下掘进工作实际开展时，应用巷道支护技术不仅可以提高掘进的工作效率，也可以保证岩石结构不被破坏。预留煤柱和型钢支护是当下巷道支护技术中比较突出的两门技术，通过对其原理的探究再加以改进和完善将会不断提高煤矿井下掘进的工作质量，保证掘进工作顺利开展。但是在实际开展中，该技术仍存在较大的不足亟需改正，这就需要工作人员在施工前做好充分的准备工作，了解岩石的性质来选择合适的支护技术，在开展中要注意规避巷道变形和移位，在每一次工作完成后都要检查支护设备是否完好，只有这样才能切实有效提高掘进工作的效率。
参考文献：
[1]胡传振.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J].区域治理,2018,(44):175.
[2]张欣.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J].山西能源学院学报,2018,31(1):23-25.
[3]王夏炎.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J].环球市场,2017,(27):267,321.
论文作者:朱守勇
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/29
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