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摘要：随着煤矿挖掘深度的不断加大，由于深部巷道内的应力环境与围岩性质复杂多变，所以在煤矿巷道掘进过程中需要对顶板、煤壁采取相应支护技术，避免发生不安全事故。基于此，本文首先分析了煤矿巷道掘进施工与支护技术存在问题，其次提出了相应的对策，最终希望通过本文的分析可以为煤矿巷道掘进施工提供一些参考与建议，保证掘进巷道安全、高效施工。
关键词：煤矿；巷道掘进施工；支护技术；对策
巷道掘进是煤矿开采的重要环节，也是井下生产中的重要保护环节。在煤矿开采巷道掘进过程中，需要对顶板、煤壁采取相应支护技术，以加强顶板及围岩的稳定性，而支护技术是否安全可靠，直接关系着施工巷道安全生产。如果煤矿巷道掘进施工速度过快，采取的支护方式不合理，极易发生煤矿巷道坍塌等不安全事故。
一、煤矿巷道掘进支护技术存在问题
（一）支护材料不合格、设备落后
掘进巷道顶板支护材料不合格是造成煤矿重大顶板事故重要原因之一。在巷道支护材料选取时未充分考虑施工实际情况，支护材料的长度及直径不满足施T围岩支护要求。很多煤矿企业为节约成本，在采购支护材料时未严格按照设计要求进行选取，少数煤矿目前仍采用水泥托板、树脂锚杆等来进行掘进支护，而这种支护设施抗压强度差，对复杂围岩支护时支护效果不明显，降低了巷道顶板稳定性。目前煤矿炮掘巷道普遍采用风动锚索机进行顶板钻眼，而锚索机在钻眼过程中存在人为施工误差，钻眼角度、眼深有一定的出入，导致支护时施工质量不佳，支护不合格率较高，同时在进行支护预紧时完全靠施工人员感觉进行，误差大，使得支护预计力不符合设计要求。对于综合机械化掘进巷道，普遍采用悬臂式掘进机进行顶板支护，而悬臂式掘进机在掘进支护时对巷道空顶处无法超前支护。采用这种设备进行支护时支护效率及支护质量较差，而且很容易出现支护施工事故，无法满足支护需求。
（二）支护技术不规范
有些煤矿企业为节约成本，在掘进巷道支护时采用的支护材料不符合支护设计要求。如侏罗纪煤层硬度较高、对支护材料要求相对较低，而对于石炭二叠纪煤层，断层构造较多、地板破碎、煤层松软等，巷道对支护材料选取要求就较高，而煤矿企业未能根据实际生产情况，进行严格选择合适的支护材料。此外，设计部门在对掘进巷道支护设计时，没有考虑施工巷道顶板围岩、巷道受压以及断层破碎带分布情况，造成设计盲目性大，对破碎顶板未采取合理有效的支护形式，从而加大了顶板维护难度，提高了煤矿顶板事故率。另外，在进行掘进钻眼过程中，一直延续的是浅眼爆破多循环的作业方式，该作业方式在循环过程中，增加了每次循环的准备时间、临时支护时间及吹眼和吹炮眼的时间，大大缩短了用于掘进作业 工序的时间，降低了掘进的效率；在进行巷道支护中采用的工字钢架棚或U型钢支护，这样不仅成本较高，劳动效率较低，同时也在一定程度上占用了掘进工序的时间，延长了工期。
（三）支护工艺安全管理不科学
煤矿企业对顶板支护重要性重视不够，对掘进工作面顶板出现破碎、顶板过断层带等影响顶板下沉时未及时采取安全措施，致使发生重大煤矿顶板事故。另外，施工队组在巷道掘进过程中，对顶板支护安全管理不到位，巷道支护完后未能及时检查支护质量及支护失效情况，特别对于炮掘巷道受爆破震动影响，邻近工作面一排甚至几排支护会出现支护失效情况，若未及时采取措施，很容易造成巷道冒顶。
二、煤矿巷道掘进支护技术改进措施
（一）不断更新支护设备
为确保掘进巷道支护安全可靠，必须及时更新设备，根据煤矿实际生产情况，科学、合理地选取支护设备，提高支护结构稳定性。目前美国已研发出智能监测掘进支护设备，该设备在钻眼过程中可对顶板围岩进行监测，同时在施工锚杆、锚索时锚固力、预紧力通过电子显示屏可进行调整观察，大大提高巷道支护质量，降低支护劳动强度，有效提高巷道顶板稳定性。在施工设备上还需要引进了大功率高效的锚杆钻机，在降低劳动强度的同时还提高了施工效率，缩短了施工周期。另外，在支护材料的选取上应结合巷道的压力情况合理选择。例如在巷道较大压力的顶板选择钢筋网，一般压力的顶板选择高分子的塑料网抑或是铁丝网即可；锚杆的选择主要依据巷道应力的大小。在高应力区域内采用高强度锚杆，一般应力区域内选用玻璃锚杆或快硬水泥锚杆；当遇到托顶煤巷和煤巷顶板较差的情况下，可采用锚索与钢筋梯配合支护，即可起到稳定支护。
（二）改进煤矿巷道支护工艺
传统的巷道支护主要以钢棚支护工艺为主，成本较高、工作效率低。在具体施工过程中，对于顶板平整施工巷道可采用锚杆+锚索+金属网联+喷浆联合永久支护，可有效加强顶板围岩稳定性，采用喷浆可降低顶板破碎程度，提高顶板平整性。对于破碎、软岩巷道顶板采用注射马丽散与催化剂混合液及施工撞楔超前支护，将破碎顶板维持稳定后再施工永久支护，从而进一步加强顶板围岩稳定。在过断层带等地质构造时施工永久支护，对断层破碎带岩石加固稳定后再在施工巷道架设工字钢棚，从而进一步降低围岩变形；在施工永久支护时可适当缩短支护间、排距，选取的支护材料长度、直径必须符合支护设计要求。掘进机掘进时，一般工作面空顶距离达2.5m，对于破碎顶板，容易造成大面积顶板垮落现象，而悬臂式掘进机无法实现空顶超前支护，可设计一套丝杠式前探超前支护对空顶处进行临时维护，如图 1所示。这样可有效提高施工安全性，降低底板事故率。
图 1 掘进巷道丝杠式前探梁超前支护剖面
（三）优化钻眼爆破工艺
一方面优化作业工序流程。加强光面爆破工艺技术的应用，针对点眼时间长与点眼准确率低的技术问题，通过创新应用了点眼器有效解决了这一技术缺陷。在实施过程中要依据巷道围岩的实际情况，合理选定钻眼间距与最小抵抗线，进而提高钻眼质量；优化装药量的控 制，尤其对于周边眼，采用小直径药卷来严控装药量。另一方面，推广应用中深孔爆破。为了进一步提高循环进尺与炮眼的利用率，分别选取炮眼深度为1.8m、2m、2.2m及2.3m等几种方案进行试验分析，当炮眼深度为2.3m 时，炮眼的利用率可达85%以上，循环进尺量为1.95m，极大地提高了巷道掘进效率。
（四）加强支护安全管理
一方面强化技术管理，煤矿企业要高度重视顶板管理工作，明确分管负责人和分管业务部门，配备足够的专业技术人员，健全完善有关规章制度，明确岗位责任。另一方面加强矿井地质勘探和矿压观测工作，掌握煤层赋存情况、地质构造、顶底板岩性、煤岩物理力学参数和矿压显现规律，做好采区地质情况的预测预报工作，为顶板管理提供基础资料。采用锚杆、锚索、锚喷支护的巷道，加强对支护质量的检查，确保锚杆、锚索的材质、拉力和预紧力、喷层厚度和强度符合作业规程。还要加强巷道顶底板移近量的观测工作，防止因锚杆、锚索支护质量问题引发巷道冒落。另外，对作业人员进行顶板管理知识的教育培训，增强防范顶板事故的意识和能力，严格执行敲帮问顶制度，严禁空顶作业。
结束语
综上所述，煤矿巷道掘进施工与支护技术是煤矿生产中的重要环节，且其影响因素较多，如复杂地质 构造、施工工艺不合理、机械设备效率低等，同时巷道支护方式的不同也会影响煤巷的稳定性。因 此，在煤矿开采之前应结合矿井的实际情况，制定科学合理的开采方案，并加强掘进施工与支护的管理工作，不断提高掘进施工的质量与效率。
参考文献：
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论文作者:吕景涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/12/9
标签：巷道论文; 顶板论文; 煤矿论文; 围岩论文; 作业论文; 炮眼论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第24期论文;