煤矿大断面掘进巷道围岩支护优化

煤矿大断面掘进巷道围岩支护优化

曹善军

平凉新安煤业有限责任公司  甘肃省平凉市  744200

摘要：对于煤矿井下工作而言，在进行工作面掘进的过程中，在地应力、巷道维岩等多重因素的影响下，影响了掘进施工的进度，使得施工人员处于不安全状态，设备也会因此而损坏，尤其是支护技术选择不当，进而影响了巷道整体的稳定性，在掘进的过程中，使得巷道无法保持原有形态，导致变形量过大，而无法掌控影响了施工进度，本篇文章，主要以煤矿大断面绝境向导维岩支护优化为中心，展开了相关的分析与探讨，希望可以有效地做好煤矿大断面掘进巷道维岩支护工作。

关键词：煤矿；大断面掘进；巷道围岩；支护技术

引言

煤矿生产技术在传统技术的基础上进行升级与优化，并且在各种现代技术的加持下，向着技术化机械化、智能化的方向发展，产生了可以连续进行作业打造高效工作面的工作设备，大大提高了煤炭生产的效率。分析实际生产情况了解到，一些煤炭生产时工作面生产与巷道掘进之间的平衡发生了问题，进而影响了期工程施工的速度，使得煤炭产量无法提高，影响了生产效率。分析其原因了解到，主要是由于我国众多煤矿的瓦斯浓度过高，具有淋水大，地应力复杂的特点，使得大断面掘进巷道工作的难度有所提高。同时，由于其管理水平较低，影响了最终的工作效果。

1 巷道围岩压力

围岩压力包括了松动围岩压力以及变形围岩压力、膨胀围岩压力、冲击撞击围岩压力这几方面。对于松动围岩压力来说，主要是在巷道挖掘的过程中，导致岩体松动，使得重力与支架结构物直接作用，影响了围岩压力荷载情况，如果支护不理想，围岩将会产生松动垮塌圈，出现顶压现象。对于变形围岩压力而言，支护可以起到减缓围岩变形的作用，减轻变形压力。分析围岩支护所形成的力学体系，围岩与支架互相作用，围岩施加压力到支架上，产生了弹性变形，这一变形量较小，致命的是塑性变形，一旦出现了塑性变形压力，将会真正的产生变形围岩压力，其主要原因是由于围岩塑性变形和破裂，围岩向巷道空间位移，支护结构所承受的压力突然增加，导致最终问题得发生。对于膨胀围岩压力而言，其与变形压力有着本质的区别，其主要是由于吸水膨胀形成的，表面分析膨胀压力可以看作是变形压力，但其变形机制彻彻底底的不同。对于冲击撞击围岩压力而言，主要是围岩发生弹性变形后，不断的累计而成的，撞击围岩压力是采面上覆岩层剧烈运动对巷道支护体产生的压力。

2煤矿大断面掘进巷道围岩支护要点

2.1 做好地质勘探工作

在进行煤矿资源开采期间，为了能够确保资源价值得到保护，保证作业过程的安全，应注重想到支护技术的选择，并在实践中优化技术，实现应用整体水平的提升。对于技术应用而言，首先要做的就是进行现场地质情况的勘探，只有了解了现场基本情况后，才能够在众多支护技术中选择最符合现场条件的技术加以应用，这样才能够保证现场开采的安全性。因此，无论是哪一种类型的煤矿采矿工程，又或者是我们今天所探讨的大断面掘进巷道围岩支护，第一步都是进行地质勘探工作的落实，选择切实有效的勘测技术，确保最终所获取的地质勘探资料能够为接下来工作的实施提供依据，具有一定的准确性与完整性，为开采作业的顺利进行保驾护航。

2.2 综合机械化掘进

在进行具体的煤矿开采作业时，巷道支护作为其中重要的环节，实际施工期间离不开设备的参与。所选择的掘进机械类型与后期开采作业的质量息息相关。现如今，在科学不断发展的过程中，掘进机械也得到了有效的升级，其技术水平在这一过程中明显提高，不同的掘进机械对应不同的应用条件。对于煤矿采矿工程而言，作为采矿企业应当了解现场需求，确定掘进技术、掘进设备，包括了综合技术掘进、半煤半岩石技术掘进、全煤岩技术掘进等，应用的频次较高。

2.3 瓦斯的排放

对于煤矿采矿工程而言，瓦斯浓度一旦超过的正常的范围，将会严重威胁工程实施的安全性。因此，在进行支护技术应用期间，必须要关注瓦斯的抽放工作质量，保证矿井内部的瓦斯浓度在标准的范围内。在开展煤矿掘进作业之前，作为相关工作人员必须要确定煤矿通道内的瓦斯含量，是否需要进行瓦斯抽取工作，如果需要抽取必须要确定合理的方式，保证抽放彻底。

2.4 做好通风防尘工作

在进行巷道掘进的过程中，会产生大量的粉尘，包含了一部分的有害气体，如二氧化碳等，这是一定要做好这些有害气体的处理，关乎到工作人员的身体安全。一般情况下都是选择进行通风防尘，在井下安装合理的排风装置，包括了设备通风与自然通风两种，在进行设备选择时应处理好二者之间的关系，做好工作协调，保证进入矿井内的风量与生产需求一直，形成稳定且安全的作业环境。

3煤矿大断面掘进巷道围岩支护优化

对于巷道现有支护方案问题进行分析，设计出一种注浆锚索强力支护方案，利用对锚杆索预紧力大小控制的方式，完成主动支护工作，利用注浆的过程中，对支护区域周围岩体的整体性进行保护，使得预紧力得以留存，利用预应力全长锚固使得围岩的控制效果满足要求：

3.1 改善围岩力学性能

煤层具有属于自己的特点，包括了硬度低、整体性差等内容，在进行巷道掘进期间，很容易在这些特点的影响下出现破碎现象。这时利用注浆的方法实现围岩承载能力的加强，同时还能够提升其抗剪能力，尽可能地将巷道掘进过程中对围岩变形产生的影响降到最小。

3.2 避免风化作用

利用注浆的办法使得围岩中的裂纹得以抚平，加强了围岩的整体性，避免了其与空气及水分接触面的进一步扩大，同时还降低了风化侵蚀对围岩力学性能的不良影响。

3.3 实现主动支护

选择注浆锚索注浆加固的形式，能够起到加强围岩力学性能的作用，有效的控制了松动圈的面积在可承受范围内，保护了预紧力，使得围岩与支护体的整体性有所加强，做到了主动支护，加强了巷道整体的稳定性。

结束语

经过时间的推移，我国煤矿资源开采的时间不断加长，浅层资源得到利用，更多的可利用的资源处于煤矿的深层，随着其扩展规模的增大，开采的环境也在变化中，变得日益复杂起来，人们对于巷道掘进支护的要求变得越来越高，这样才能够保证巷道整体的稳定性，满足生产安全要求，选择合理的支护技术，并在实践当中不断的优化，实现煤矿资源开发整体效率的提高，能够为煤矿企业的发展创造更好的条件，使其向着更好的方向前进。

参考文献

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