采煤过程中大断面巷道支护技术研究

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摘要：随着我国对于煤炭资源利用率的不断提升，针对煤炭资源的开发工作也向着更深层次的地质方向发展，但是这也会导致在煤矿开采过程中出现围岩结构构成形式复杂化等问题。鉴于此，有关研究人员必须要重视断面巷道支护技术的应用，并将其落实到煤炭开采的具体工作中，借鉴国内外相关研究数据和实践案例，根据具体的项目数据，为后期煤炭开采工作提供坚实基础。主要围绕煤矿井下采煤过程中大断面巷道支护技术展开研究讨论，通过支护技术应用质量和效率的进一步提升，也能够保障施工人员的生命财产安全，提升煤矿开采企业的经济效益。

关键词：煤矿；采煤；大断面巷道支护技术

0引言

煤炭资源在应用过程中主要特点是具有较强的经济性，自身可燃性较高，并且方便快捷，在存储过程中也相对比较方便。煤炭资源的利用与人们的日常工作与生活有着密切联系，所以我国对于煤炭的开采强度和规模也不断扩增，并且将现代化的综合机械技术应用其中。随着现代化技术的不断应用，对于煤炭开采提出了更高要求，特别是井下采煤过程中大断面巷道的支护问题，需要有关技术人员和施工人员加大重视力度，积极创新巷道支护技术，为我国煤炭开采工作做出积极贡献。

1煤矿井下大断面巷道支护技术概述

随着对煤炭资源需求量不断增加，煤炭开采的深度也呈现递增趋势。在煤炭资源开采过程中，开采环境更加复杂，无论是巷道壁还是岩壁，与以往相比都存在较大的差异，因此在巷道支护技术应用过程中也更加困难[1]。对于我国煤矿资源开采工程来说，大断面巷道支护技术是实现安全开采的基础前提，如图1所示，其本质就是将岩层或土层进行支撑，使其坚固程度进一步提升，确保煤矿开采工作的顺利完成。传统模式下，当进行煤矿开采作业时，发挥支护作用的是传统锚杆支护理论，其本质是分析和掌握锚杆与周围岩层之间的相互关系，通过研究煤矿巷道出现变形或者破坏的规律，总结特点，并将其作为理论依据进行巷道支护技术的设计与开发。之所以在煤矿开采过程中应用大断面巷道支护技术，原因有四：第一，这一技术在操作过程中相对比较简单快捷，对于设备的安装比较方便，尤其是有关技术设备的应用，施工人员很容易上手进行操作，也不会为正式煤矿开采工作带来较大的压力和负担。第二，这一技术适用范围较广，可以被广泛应用在各种复杂的环境或条件下，并且很难受到外界影响，即使是在比较严峻的煤矿开采环境中，也能够发挥出其本质作用。第三，这一技术有着较高的安全性，这也是选择大断面巷道支护技术的首要原则。具体来说，通过利用大断面巷道支护技术，巷道壁和岩土层壁的承载能力得到增强，煤矿开采的稳定性进一步提升，保障了有关施工人员和开采人员的生命财产安全。第四，这一技术有着较低的成本，和其他类型的支护技术相比，在煤矿开采中利用大断面巷道技术并不依赖于过于复杂的技术设备，因此支护成本较低，有助于提升煤矿企业的经济效益，推动煤矿企业的持续稳定发展。总体来说，煤炭资源开采量的提升导致开采深度的增加，使得煤矿开采井下承担了较为沉重的开采压力，受到来自巷道或者岩石层的地质等不良因素影响，技术人员和施工人员在进行煤矿开采过程中容易遇到不稳定的情况，比如矿井坍塌的安全问题[2]。在大断面巷道支护技术的应用下，通过进一步加固巷道壁和岩石壁，增强其承载能力，确保采矿井的稳定性，为采矿作业人员保驾护航。

2影响煤矿井下大断面巷道支护技术应用的因素

2.1工艺流程的影响在大断面巷道支护技术应用过程中，可能会受到来自现场环境、机械设备以及施工工艺流程等因素影响，这就导致支护技术的应用强度很难达到实际要求。举例来说，根据有关作用原理，需要在巷道顶部两端和底部部位实现一定的角度，但若是角度与实际偏差较大，那么将会直接影响大断面巷道支护技术的作用效果；同时，在支护作用发挥中，重要构建托盘等也会产生影响，若是并不能够按照设计方案的具体要求进行构建的搭建，那么就会与原定计划有较大的偏离，搭建的设备与煤矿巷道壁表面和岩层表面之间有着较大的空隙，也不利于支护作用的发挥。

2.2理论欠缺的影响对于煤矿大断面巷道支护技术应用，是以现有理论作为基础支撑，然后在此基础上增强简单的支护强度。由于煤矿开采井下有着较为复杂的环境地质条件，随着深度的增加，巷道和岩石层的稳定性就会下降，甚至还会出现岩层变形或者岩层被破坏等问题。有关巷道支护技术的设计人员若是不能真正掌握支护技术理论，而是仅仅凭借着过去经验进行支护的设计与技术的应用，盲目采用类比法完成项目建设，那么并不能够保证大断面巷道支护技术应用的合理性和可靠性，甚至可能会引发安全事故[3]。

2.3技术操作不当的影响技术操作不当也是目前大断面巷道技术应用过程中的主要问题之一。目前在煤矿开采过程中，巷道壁和岩层壁承受着较大压力，所以必须要选择使用合适的支护技术，只有这样才可以保证项目工程的顺利完成。而在支护技术的应用中，以锚杆和锚索等为主的机械设备原件对于支护效果的发挥起到决定性作用，但若是技术人员并不能够正确安装以上原件，那么就有可能导致错位问题的发生，严重情况下导致矿井坍塌。

2.4地质灾害的影响地质灾害是煤矿开采过程中不可控的因素之一，而在我国煤矿资源开采过程中，往往会引入地质预测预报技术，对矿井周边地质环境进行探测。因此，如果地质预测预报系统不完善，将非常不利于支护技术的设计与应用[4]。受到多种地质条件和因的素影响，煤矿井下形成了一个相对复杂的但是又相对平衡的地质环境。在煤矿巷道布置和技术设计前期，如果设计部门和技术人员没有充分分析和了解巷道与周围岩石的受力情况，对于存在问题的巷道也没有采取积极措施有针对性解决问题，这也在一定程度上增加了支护技术的应用难度。

3煤矿井下大断面巷道支护技术的应用

3.1对锚固体的性能进行分析通过分析煤矿井下大断面巷道，由于巷道内部周围岩石结构的强度较低，所以自身支撑作用较弱，在煤矿资源开采过程中可能因为支撑力不够而导致出现结构性坍塌等问题，不仅影响着煤炭资源的开采，同时也威胁着有关施工人员和技术人员的生命安全。因此，必须要利用安全高效的支护技术，通过安装与落实支护工具，在确保有关技术人员自身安全的前提下，应用支护技术来保障整个开采工作的持续稳定进行。在应用大断面巷道支护技术时，首先要充分了解与分析锚固体的性能，并将分析结果作为基础依据。通过对结构的分析，了解岩石的实际状况，选择合适的锚杆加固方法。通过这一环节，发挥出支护工具的真正效用，进一步提升支护加固工具对于岩层结构的稳定性。有关技术设计人员利用实验，调整每一次试验过程中的锚杆参数，寻求最佳的锚固力作用，并将这一作用应用在周围的岩石结构中，完成一体化建设。

3.2确认锚固支护技术的具体参数利用钢性材料，有关技术人员可以实现对整个煤矿井下巷道面的加固，促进支护作用的发挥。对于一般煤矿井下的钢性材料选择，通常选用直径为6mm左右的材料，这是因为根据有关实践经验表明，直径为0.6cm左右的材料能够发挥出最大的结构性能，同时也具备一定的支护防护效果。选择搭建钢筋防护网时，必须要确保宽度在10cm以上，只有这样才能够通过锚杆之间的相互作用力来增强稳固作用。支护技术的应用必须要以2cm左右的螺纹钢筋作为基础支撑，同时利用有关配套设施，确保整个支护结构安全性和稳定性的发挥[5]。对于顶板来说，在整个支护构建的搭建中，其本身所发挥的主要作用是增强结构性能，使锚索的作用被有效发挥出来。

3.3监测大断面巷道支护技术应用作用要想进一步验证大断面巷道支护技术在煤矿开采过程中的实际应用效果，那么在完成性能分析和参数设计以后，还需要测量煤矿巷道的变形情况，监测锚杆和锚索的受力情况，分析具体监测的结果，方便后续支护效果的检验。如何进行监测点的布置也是有关技术人员需要重点考虑的问题。针对于煤矿巷道表面位移变形情况的监测，监测内容是巷道顶板、底板和两边的位移量。需要进行两个监测站的设计，其中一个应该与工作面的头部位置距离10m左右，第二个需要与第一个监测站之间距离10m左右；在每一个监测站点之间，还需要进行四个监测点的设置，分别位于需要监测的巷道顶面、底面和两边。

4煤矿井下大断面巷道支护技术的优化措施

4.1重视地质预测预报工作地质环境是影响巷道支护技术效果发挥的重要因素，由于地质构造和岩石层次不同，导致周围岩层被破坏的因素也存在多样化。在巷道支护技术应用中，必须要有效监测地质变化，根据煤炭开采井下巷道周围的颜色特性，选择有针对性的支护技术和措施，只有这样才能够达到预期的支护效果。

4.2积极创新支护技术有关技术设计人员和施工人员必须要根据煤矿开采实际，实现支护技术的创新，改良和优化传统模式下的施工工艺，引进先进的技术设备，实现支护技术的完善与发展。

4.3应用恰当的支护技术理论对于大断面巷道支护技术应用来说，最为有效的支护技术就是锚杆支护。锚杆支护技术的应用主要是以组合梁理论、悬吊理论等为基础理论依据，但是这些理论都存在一定自身的局限性，很难适应目前煤矿开采过程中存在的复杂问题，比如地质条件和岩石结构等[6]。所以在确定支护理论时，必须要基于大断面巷道的地质特点，综合分析周围岩石的应力特性，基于大量的理论和研究模拟，最终确定合适的支护理论。

4.4减少人为因素的影响一方面，通过培训工作，加强技术人员和施工人员的综合素养；煤矿开采企业可以通过讲座或培训等方式，使施工人员真正了解支护技术的应用原理，全面认识到大断面巷道支护技术在煤矿开采过程中所发挥的作用和效果，并要求其在现场施工和作业时能够根据支护技术的具体要求开展施工作业，充分发挥出技术的真正效用。另一方面，通过引进先进的大断面巷道支护技术设备和完善配套设施，实现施工技术与工艺的优化，在机械设备的影响下，也能够降低人为因素的干扰。

5结语

综上所述，大断面巷道支护技术在煤矿井下开采工作中的有效应用，对煤矿开采工作的持续、安全、稳定进行具有积极作用。有关技术设计人员和施工人员必须要加深对于煤矿大断面巷道支护施工技术的研究，严格按照技术应用流程，根据煤矿井下开采环境实际，选择合适的支护技术理论，进一步优化技术应用，发挥出大断面巷道支护技术优势。

参考文献

[1]温忠强.煤矿井下采煤过程中大断面巷道支护技术研究[J].能源与节能,2022(1):115-116.

[2]丁伟,马赛,张著飞.梅花井煤矿单巷长距离大断面掘进巷道布置方式及支护技术[J].能源科技,2020(S01):86-88.[3]任红建.大断面巷道支护技术在采煤工程中的应用[J].机械管理开发,2020,35(10):174-176.

[4]张献军.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用研究[J].石化技术,2020,27(5):284-285.

[5]辛奇,刘春升,冯浩.煤矿大断面巷道快速掘进与支护技术研究[J].内蒙古煤炭经济,2021(15):46-47.[6]赵燚,王路,王志诚.大断面巷道围岩变形机理及支护技术研究[J].陕西煤炭,2021,40(2):57-61.

作者:张洋 单位:西山煤电东曲煤矿开拓一队