煤矿巷道掘进施工及支护技术的有效性策略研究

      在目前我国经济快速发展以及对各种能源的需求量在不断增加的形势下，由于煤炭资源一直以来是我国的主要能源形式之一，因此也对煤矿开采作业量和作业效率提出了更高的要求。但是众所周知，煤矿开采具有较高的危险性，尤其是在目前煤炭市场的竞争更加激烈的同时，也对煤矿开采的效率和经济性提出了较高的要求。这就需要在对煤矿巷道掘进施工方式进行合理选择和应用的同时，通过支护技术的应用来保证煤矿作业安全的同时，实现煤矿开采效率和开采量的提升，提高煤矿开采作业的经济效益。
　　2 煤矿巷道掘进方式与施工技术特点
　　 目前煤矿巷道掘进过程中所采用的掘进方式主要有综合机械化掘进和掘锚一体化掘进两种方式。对于前者来说，此系统的组成比较复杂，主要有钻孔设备、掘进设备、传输设备以及通风设备和电子设备等组成，此种掘进方式不仅对整个掘进系统的运行产生直接影响，而且也直接决定掘进工作效率和施工进度。而对于后者来说，其主要的优点就是可以实现掘进时间的节省，是在锚杆支护技术的基础上将掘进施工和巷道支护进行结合的掘进施工方式。
　　3 煤矿巷道掘进施工及支护技术中存在的问题
　　 （1）掘进施工工艺不合理的问题。在掘进施工中采用钻爆法的概率比较高，此种方法的掘进速度较慢，但是仍然会造成对岩体应力的破坏。而且在支护技术的应用中，不仅会通过锚喷支护来开展对煤矿巷道的有效支护，但是在应用过程中也表现出具有较低的施工质量等缺陷问题。而且在钻爆法的应用中也存在具有较大难度的对药量进行控制的问题，还有就是存在钻爆点的布置位置不正确等问题，这就会对整个巷道的施工以及支护效果产生影响。
　　 （2）地质构造存在异常的问题。由于煤矿采掘作业现场不同其存在不同的地形和地质条件，这就可以在合适的地质条件下对掘进施工进度进行适当提高。但是在遇到变化较为严重的地质构造情况时则会对掘进施工质量造成影响，尤其是遇到褶曲断层的地形结构时，更是会有存在较大的煤岩厚度变化情况而增加煤矿巷道的掘进难度。这还会降低掘进施工和支护的稳定性，造成在煤矿巷道掘进中出现坍塌和垮落等安全和质量事故的发生。
　　 （3）安全技术不足的问题。煤矿巷道围岩本身存在较差的可靠性和稳定性，而且由于结构较为复杂，增加了掘进施工和支护的难度，导致在掘进施工中容易出现巷道位移以及变形等问题。尤其是在遇到岩层较为松软的煤矿巷道时，如果存在巷道的安全防护技术水平较低的现象以及采用的掘进或者防护措施不够合理和恰当，不仅会无法满足施工要求，而且还需要在后期进行多次返修情况。此外，在煤矿巷道施工中出现岩体遇水的情况时也会增加巷道承受的压力而导致膨胀和变形问题的发生，造成对巷道支护结构的损坏。甚至在经过出现遇水的情况时还会造成顶板脱落的问题，且在煤矿岩层节理和层理的因素下会出现片帮、顶板裂缝增多以及出现冒顶事故等危害人员生命安全等事故的发生。
　　4 煤矿巷道掘进施工及支护技术的有效性策略
　　 （1）煤矿巷道掘进施工策略。首先，就是煤矿巷道施工中的胶带传输是比较重要的环节，而且其所应用的胶带传输系统与其他普通的绞车类传输方式存在较大的不同。主要的特点就是表现出在传输过程中具有较高的稳定性和安全性的特点，而且也实现了大量人力的节省以及各种设施配件和电能耗费的减少，对其进行检修维护也比较方便。其次，就是需要应用通风和防尘系统来确保掘进的安全性。这主要是由于在煤矿掘进过程中会存在大量有毒有害气体喷出的现象，这就需要做好掘进施工中的通风措施来确保人员作业安全。目前煤矿巷道掘进中通常采用通风机作为主要的通风设备，这就需要在对通风机进行选择时要保证其风筒直径满足工作区域的要求。而且还要在摆放风筒时要控制与作业区域之间的距离，避免其运行中出现漏风的问题，保证巷道的通风要求。此外，针对通风机的操控尽量采用人工的方式来保证其运行的稳定性，并且定期对其进行测验。
　　 （2）煤矿巷道掘进支护技术。针对目前煤矿巷道掘进支护技术应用中存在的问题，首先需要对支护安全管理进行加强。在此过程中不仅需要对技术管理工作进行加强，提高对顶板管理工作的重视，还要对分管负责人和业务部门进行明确，对足够的专业技术人员进行配备，对有关规章制度进行健全和完善且对岗位责任进行明确。此外还要对矿井地质勘探和矿压观测工作进行加强，通过对煤层赋存、地质构造、顶底板岩性、其他物理力学参数和矿压规律等因素的掌握来开展顶板管理工作。最后还要做好支护质量的检查和确保，做好对巷道顶底板移动量的观测，加强对作业人员顶板管理的相关培训，提高其顶板事故防范意识和能力的提升。
　　 其次就是要对支护形式进行合理选择。针对顶板平整施工巷道来说可以采用锚杆+锚索+金属网+喷浆联合永久支护的方式。针对破碎、软岩巷道顶板可以采用注射马丽散与催化剂混合液及施工撞楔超前支护方式，然后再进行锚杆+锚索+金屬网+喷浆联合永久支护方式。针对过断层带等地质构造及顶板压力大时，采用架设钢棚永久支护方式。而在掘进机掘进时，可以针对空顶距离在3～5m的情况，进行一套丝杠式前探超前支护对空顶处进行临时维护的设计。
　　 最后是对掘进支护设备进行不断更新。积极引入智能监测掘进支护设备，通过电子显示屏来观察和调整施工锚杆、锚索时锚固力、预紧力等来实现巷道支护质量和顶板稳定性的提高以及支护劳动强度的降低。
　　 在目前人们对煤炭资源的需求量在不断增加以及煤矿巷道掘进开采的深度和难度也随之增加的形势下，需要提高对煤矿巷道掘进施工以及支护技术的重视，针对限制上述施工和支护技术应用的因素和问题，通过通风、防尘以及支护技术来进行应对，确保煤矿巷道掘进作业的高效和安全。