煤矿掘进巷道支护设计分析研究

2020-09-21 09:43 [煤炭论文] 来源于：互联网作者：互联网

导读：作者：未知摘要：煤矿掘进作业期间，巷道支护设计是否合理，直接影响到施工质量和安全。由于客观因素影响，可能导致掘进巷道受到采动压力和构造应力影响，增加巷道支护难度，出现不同程度的局部冒顶、变形事故，严重威胁到工作人员生命财产安全，阻碍后续

作者：未知

　　摘要：煤矿掘进作业期间，巷道支护设计是否合理，直接影响到施工质量和安全。由于客观因素影响，可能导致掘进巷道受到采动压力和构造应力影响，增加巷道支护难度，出现不同程度的局部冒顶、变形事故，严重威胁到工作人员生命财产安全，阻碍后续相关工作顺利开展。本文从煤矿掘进巷道支护设计低到角度分析，选择合理的支护参数和支护方式，针对其中的问题，提出合理有效措施，以便于提升煤矿掘进巷道支护设计合理性。

　　关键词：巷道支护;煤矿掘进;顶板管理;局部冒顶

　　煤矿开采事业迅猛发展的同时，矿井作业深度逐渐增加，受到地质条件、水文条件影响较大，可能导致煤矿掘进巷道中出现顶板破碎和变形问题，增加局部冒顶几率，影响到施工质量。究其根本，是由于施工单位未能选择合理的支护技术和方式，巷道顶板设计不符合要求，所选择的顶板支护材料质量不符合施工要求，一旦操作不当将出现严重的安全事故。故此，应该加强煤矿掘进巷道支护设计和分析，选择合理的支护参数和支护方式，针对其中存在的问题及时有效解决，为后续煤矿掘进巷道支护提供可靠依据。

　　1 煤矿掘进巷道支护相关参数分析

　　1.1 断面形状

　　煤矿掘进巷道支护中，断面形状参数的选择十分重要，由于不同区域地质条件不同，煤矿巷道形态存在显著差异，随着施工巷道顶板压力增加，可以发现相较于梯形和矩形巷道而言，拱形巷道承压能力更强，但是由于巷道顶板容易破碎，后期维护难度较大，所以会对后续采掘作业活动顺利展开带来一定阻碍作用[1]。故此，充分结合区域实际情况，巷道掘进中选择合理的支护方式和巷道形态，对作业活动全面监控，逐步提升巷道掘进效率，维护作业安全。

　　1.2 巷道支护参数

　　煤矿巷道掘进中，支护参数选择是否合理对于巷道支护效果影响较大，需要进行充分的地质勘察来选择合理支护参数，提升巷道围岩稳定性，确保掘进活动安全有序进行。明确巷道掘进目标，整合与分析巷道支护参数基础上选择支护方法，促使巷道设计标准和实际情况相契合，维护巷道支护安全，带来更大的经济效益。

　　1.3 支护时间

　　支护时间选择对于煤矿掘进影响较大，作业期间受到不同应力作用影响，巷道围岩呈现塑性状态，由于支护不合理加剧顶板破碎和变形问题，威胁到作业人员生命安全。在巷道掘进作业活动结束后，如果应力超过限定值，需要及时有效的对巷道安全维护。结合实际情况，选择合理有效支护措施来降低压力应力对巷道的破坏，维护巷道作业安全。

　　2 煤矿掘进巷道支护方式选择

　　当前煤矿掘进巷道支护中，支护方式较为多样，不同支护方式各有优势和不足，应充分的进行地质勘察了解实际情况，选择最佳的巷道支护方式。

　　2.1 棚式支护方式

　　棚式支护方式最初诞生于上个世纪90年代初，根据结构材料性质来选择相应的棚式支护方式，主要包括金属支架结构棚式支护、钢筋混凝土钢架机构棚式支护和混凝土结构棚式支护方式几种。伴随着煤矿生产技术水平不断提升下，以往的混凝土结构棚式支护方式已经无法满足实际需要，安全性不高，逐渐被淘汰。金属支架结构棚式支护的刚性和柔性良好，操作便捷，适应性较强。但是，此种支护方式成本高，在一些地质构造复杂区域应用效果较差[2]。

　　2.2 砌碹支护方式

　　砌碹支护方式较为常见，实际应用效果可观，具体可以包括浇混凝土支护、混凝土砌块支护和钢筋混凝土几种支护方式。由于砌碹支护方式属于被动支护范畴，工程量和施工强度较高，需要消耗大量成本，所以适用范围较为狭窄，仅仅是在一些硐室和特殊巷道中应用。

　　2.3 锚喷支护方式

　　锚喷支护方式作为煤矿掘进巷道支护中常见支护方式，主要是借助锚索和锚杆进入岩石内部，有助于提升顶板结构稳定，强化巷道围岩承载能力，最大程度上规避围岩变形现象出现。煤矿巷道掘进期间，降低水流和和风等客观因素的不良影响，切实提升巷道围岩强度，保证巷道支护效果。

　　2.4 注漿加固支护方式

　　在煤矿掘进巷道支护期间，注浆加固方式的应用较为广泛，可以借助高压注浆泵施工，超前注浆钻孔注射凝固液，促使巷道围岩强度和胶结力度有所提升，以便于实现围岩应力均衡分布。采用此种支护方式，可以大大提升围岩承载力，获得可观的支护效果。

　　2.5 单体液压支护结合铰接顶梁支护技术

　　铰接顶梁作为有重金属材料，巷道支护中应用可以规避变形问题出现，优势突出。通常在顶梁中间位置安装柱子，严格把控各个支柱间距符合技术要求，促使支护支撑作用充分发挥。单体液压支柱间距1m左右即可，由于单体液压支柱独立性较强，影响到整体支护效果，所以需要加强固定管理。这样不仅可以提升围岩结构稳定性和抗裂能力，还拥有良好发展优势。由于钢筋材料成本低，可以低成本、高回报，呈现广泛的应用前景。

　　2.6 复合支护方式

　　复合支护方式在实际应用中，相较于单一支护方式而言，可以结合实际情况将两种或两种以上支护方式整合在一起，充分发挥不同支护方式优势，提升围岩结构稳定性。当前煤矿掘进巷道支护中所选择的复合支护方式，以锚杆+锚索吊棚联合支护方式为主，相较于单一支护形式而言支护效果更为可观。但是，复合支护方式由于整合多种支护方式，劳动强度大，成本高，并且在具体支护中可能存在支护协调不畅问题，影响到支护效果。但是，在具体应用中可能出现渗漏问题，影响到巷道掘进作业活动顺利展开。所以，应该定期巡查审核，加强掘进作业活动全面监管，以便于及时解决问题予以处理。液压柱对巷道支护效果影响较大，可以替换液压柱，对巷道支护有效处理，提升巷道安全性。具体施工中，对于楼顶问题，促使单体液压支柱和柱子相结合，及时处理渗漏问题，提升巷道整体支护效果。

　　3 煤矿掘进巷道支护中的问题和解决对策

　　在煤矿巷道掘进期间，应该综合分析支护参数，选择合理的支护方式，对于巷道支护过程中出现的问题寻求有效措施，促使煤矿巷道掘进活动高效进行。就当前煤矿掘进巷道支护中的问题来看，主要是由于受到施工扰动压力影响，巷道围岩结构稳定性和表面胶结力度较差，在一定程度上增加围岩破碎、变形几率。围岩变形和应力会导致巷道围岩破坏，单一支护方式无法满足作业需要，需要结合实际情况选择合理支护措施。

　　在这个过程中，需要严格控制巷道围岩应力分布，设计合理的掘进巷道形状，改善巷道围岩应力状态，降低巷道围岩变形几率。掘进巷道支护期间存在的问题，应该综合分析矿山地质数据，选择合理的巷道支护方式，并适当增加支护力度，有效约束和控制巷道表面应力，在提升围岩承载力同时，避免破碎带朝着纵深方向发展，提升围岩结构稳定性。与此同时，选择复合支护方式，保证围岩表面平滑，避免应力集中影响到掘进巷道支护效果。通过先进技术和工艺应用，巷道掘进支护技术不断推陈出新，支护效果和适应性进一步提升，有助于掘进支护活动灵活展开，促使煤矿巷道掘进活动顺利展开。

　　4 结论

　　综上所述，伴随着煤矿开采力度增加，煤矿巷道掘进过程可能受到客观因素影响，受到外界应力作用，加剧围岩破碎、变形，不仅影响到巷道掘进效率，还会威胁到巷道生产安全。所以，应该结合实际情况选择合理的支护技术，提升煤矿掘进巷道支护效果。

　　参考文献：

　　[1]李宸.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析[J/OL].当代化工研究，2019，23（03）：71-72.

　　[2]蒋传田.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2018，34（06）：153-154.

（编辑：东北亚）

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