摘要：煤礦產(chǎn)業(yè)作為基礎(chǔ)性行業(yè)，關(guān)系著國家能源格局、經(jīng)濟發(fā)展與人們生產(chǎn)生活。近年來，隨著我國煤礦資源長期、持續(xù)開發(fā)，淺層資源變少，逐漸開始挖掘深層資源。面對復雜、惡劣的煤礦開采環(huán)境，煤礦企業(yè)應(yīng)正確利用與優(yōu)化巷道掘進、支護技術(shù)，在完成資源開發(fā)任務(wù)的基礎(chǔ)上，保障工作人員的生命安全，推動煤礦產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?；诖?，本文主要闡述煤礦采礦工程巷道掘進與支護技術(shù)，分析技術(shù)要點并解析支護技術(shù)內(nèi)容，提出巷道掘進與支護技術(shù)應(yīng)用的有效對策，以此防范安全事故，為后續(xù)開采工作提供一定的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：采礦；巷道掘進；支護技術(shù)

煤礦是重要的自然資源，直接影響現(xiàn)代社會發(fā)展進程。當前，工業(yè)生產(chǎn)對煤礦資源的需求提高，采礦工程數(shù)量增多、規(guī)模擴大。在開采作業(yè)過程中，煤礦企業(yè)會遇到一些安全問題，危害施工人員安全、降低項目效益。對此，要想提高煤礦采礦工程安全等級，可借助施工技術(shù)完善工程體系，例如，巷道掘進與支護技術(shù)可以提高開采率，防范風險。

一、煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)概述

（一）煤礦采礦工程巷道掘進概述

我國煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展時間長、規(guī)模大，煤礦采礦工程項目具有較為豐富的經(jīng)驗，例如，綜合機械化開挖、錨噴聯(lián)合開挖等，采用不同挖掘方法應(yīng)配備不同的挖掘設(shè)備、制定不同的挖掘方案，從而構(gòu)建完善的挖掘框架。經(jīng)過長期發(fā)展，煤礦采礦工程項目巷道掘進漸漸構(gòu)建了集挖掘為一體的項目體系，統(tǒng)一管控工程設(shè)備，既能提高作業(yè)效率，也能實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)目標。綜上所述，煤礦采礦工程巷道掘進時，應(yīng)全面、綜合分析顯示環(huán)境，制定具有良好適配性的方案，提高綜合應(yīng)用水平。

煤礦采礦工程項目巷道掘進受多種因素影響，例如，地質(zhì)條件、圍巖強度等。掘進作業(yè)過程中，地質(zhì)條件具有客觀性，如果作業(yè)環(huán)境存在巖體硬度超標等情況，既會降低掘進速度，提高掘進難度，也會埋下安全隱患。由此，要確保巷道掘進的安全性和穩(wěn)定性，應(yīng)深入調(diào)查與研究礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境，評估作業(yè)的可行性，制定良好的掘進方案。圍巖強度也直接影響著掘進效率，應(yīng)通過圍巖負載程度評價負載能力，如果程度過高，會提高地面壓力，減少頂板位移量，在此過程中滿足掘進與支護要求。

（二）煤礦采礦工程巷道支護技術(shù)概述

煤礦采礦工程項目巷道支護以掘進為前提，應(yīng)制定具有良好適配性的支護處理方案，增強圍巖結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性與可靠性。從我國煤礦掘進施工的現(xiàn)狀看，支護技術(shù)較多，應(yīng)根據(jù)巷道具體情況選擇合適的支護方案。例如，如果支護力同時作用于圍巖表層與內(nèi)部，需采用錨桿與錨索支護方法。

煤礦采礦工程巷道支護的作用在于建立完善的煤礦線路保護機制。不能讓掘進作業(yè)與支護作業(yè)保持獨立，應(yīng)加強二者之間的聯(lián)系，最大程度上發(fā)揮支護技術(shù)作用，促進掘進工程穩(wěn)定開展，最終提高煤礦工程開采質(zhì)量。同時，如果掘進作業(yè)過程中遇到不可控因素，例如軟巖等，需要采用合適的支護處理方法。

二、煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)應(yīng)用的重要性

煤礦企業(yè)面臨復雜、多變且危險的地下環(huán)境，開采作業(yè)時易受多種因素影響。為順利開展煤礦采礦工程，煤礦企業(yè)應(yīng)提前制定開采方案、落實開采流程，保證規(guī)范、安全開采。同時，采礦人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實情況，如煤礦分布等，加強場地支撐，構(gòu)建相對安全、穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境，在整個開采過程中，既能順利采掘與運輸煤礦資源，也能保障工作人員生命安全。采用巷道掘進與支護技術(shù)能順利、有效地挖掘煤礦資源，并在規(guī)定工期內(nèi)完成開采任務(wù)。同時，面對塌方等事故，運用這兩種技術(shù)也能從根源上防范，提高煤礦企業(yè)的各種效益。

三、煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)要點

（一）巷道掘進技術(shù)要點

巷道掘進作業(yè)時，應(yīng)做好作業(yè)方案制定、地質(zhì)勘察、資源選擇以及技術(shù)篩選等工作，建設(shè)嚴格、完善的技術(shù)監(jiān)管機制并將其落實到掘進作業(yè)全過程中，先分析工程作業(yè)具體情況，然后根據(jù)規(guī)范、標準等管理掘進方案和技術(shù)，提升巷道掘進工藝水平，規(guī)范化施工。技術(shù)要點如下：

1.制定方案

在全面、詳細的調(diào)查與研究后，應(yīng)制定科學、高效的作業(yè)方案。一般情況下，企業(yè)會選擇專業(yè)挖掘設(shè)備進行礦區(qū)大斷面連續(xù)開挖，采取持續(xù)或間斷式運輸方案。但需要注意，此方案適用于具有穩(wěn)定地基的礦區(qū)環(huán)境中。如果采用綜合機械開挖，應(yīng)配備輸送機組合等設(shè)備，并根據(jù)工程的具體狀況選擇挖掘機類型，以此順利開展項目作業(yè)。

2.地質(zhì)勘察

技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)項目標準、要求等開展地質(zhì)勘察工作，掌握圍巖強度、結(jié)構(gòu)性能等參數(shù)，根據(jù)相應(yīng)信息數(shù)據(jù)構(gòu)建模型，模擬作業(yè)情況、預估作業(yè)風險。

3.資源選擇與管理

既要合理選擇作業(yè)材料與設(shè)備，又要加強管理，在提高掘進效率的同時，保障作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性，以此實現(xiàn)巷道規(guī)劃設(shè)計目標。例如，采用針眼爆破時，應(yīng)將炮眼深度控制在合理范圍內(nèi)，運用煤電鉆進行動態(tài)調(diào)控。

4.安全監(jiān)控

相較于常規(guī)作業(yè)，煤礦采礦工程作業(yè)環(huán)境較差，要想確保掘進工作有序、安全，可運用通風、降塵技術(shù)，為開采人員創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境。現(xiàn)場會布設(shè)機械通風機，開采單位根據(jù)當?shù)刈匀画h(huán)境制定設(shè)備運行方案及流程等。同時，成立專門的檢測部門，檢測通風裝置運行情況并及時排查故障，定期開展設(shè)備運維與養(yǎng)護工作，讓其始終維持高效的運行狀態(tài)。

（二）巷道支護技術(shù)要點

煤礦采礦工程項目中，煤礦企業(yè)與開采單位制定并實施支護技術(shù)方案，在掘進作業(yè)過程中降低對圍巖的影響并防控安全事故。巷道掘進后，其周圍應(yīng)力呈集中狀態(tài)并相應(yīng)降低強度。此階段，如果圍巖應(yīng)力大于強度數(shù)值，會破壞巖體，如果圍巖強度小于強度數(shù)值，要保持穩(wěn)定狀態(tài)?；诖?，根據(jù)松動圈理論可知，圍巖的松動圈會影響支護效果，加大松動圈，提升支護難度，對此，應(yīng)立足于圍巖松動圈，選擇合適的支護方案。L大于150cm時，可通過組合拱明確噴錨網(wǎng)；L處于40～150cm之間時，可采用錨桿支護方法；L小于40cm時，可采用噴射混凝土支護方法。

四、煤礦采礦工程巷道支護技術(shù)

（一）常規(guī)支護技術(shù)

1.錨桿支護

在煤礦采礦工程巷道支護技術(shù)中，錨桿支護是基礎(chǔ)的支護技術(shù)，既能提高支護效果，也能提升巷道圍巖結(jié)構(gòu)的承載力，具有適應(yīng)性強、安全性高以及穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢。由此，錨桿支護技術(shù)廣受歡迎。

錨桿支護技術(shù)能完善與優(yōu)化巷道結(jié)構(gòu)，恢復破損結(jié)構(gòu)。采用混凝土支護處理技術(shù)時，為防控壓力引發(fā)的開裂風險，可運用錨桿修復部分區(qū)域，控制開裂，降低巷道損壞率。同時，如果巷道中出現(xiàn)浮石，通過錨桿支護巖石也能防控巖石滑落，確保巷道安全。此外，錨桿支護技術(shù)還能解決底鼓問題，巷道地面凸出后會阻礙后續(xù)作業(yè)，過去，施工人員會直接去除凸出位置，但此現(xiàn)象頻發(fā)，無法從根源上解決，而采用錨桿支護技術(shù)能解決此問題，拉近底板位置，防止凸出。

2.永久性支護技術(shù)

永久性支護技術(shù)也被稱為混凝土永久性支護模式，主要采用混凝土材料并搭配錨網(wǎng)噴灑技術(shù)方案等，可以增強煤礦巖壁的穩(wěn)定性。同時，永久性支護技術(shù)與掘進技術(shù)搭配，安裝錨桿、噴涂標釘，讓混凝土處理符合作業(yè)規(guī)范與標準。噴灑混凝土后，施工人員應(yīng)安裝鋼筋網(wǎng)并覆蓋混凝土，以此提高支護水平，讓巖壁厚度維持穩(wěn)定，避免出現(xiàn)塌方等事故。

3.棚式支護技術(shù)

開采作業(yè)前制定并實施支架技術(shù)方案，運用金屬支架，既能提高支護強度，又能確保工程項目質(zhì)量與安全。但隨著我國煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展，開采規(guī)模與范圍擴大，錨桿支架技術(shù)應(yīng)運而生，具有良好的支護效果。采用棚式支護技術(shù)時，可根據(jù)巷道圍巖穩(wěn)定情況制定技術(shù)方案，可以將圍巖穩(wěn)定性分為非常穩(wěn)定、穩(wěn)定、中等穩(wěn)定、不穩(wěn)定、極不穩(wěn)定五類，據(jù)此選擇合適的巷道棚式支護形態(tài)。此外，應(yīng)預估與計算巷道圍巖量，此數(shù)據(jù)也是考察圍巖穩(wěn)定性的標準之一，還可以采用數(shù)據(jù)分析閥等，根據(jù)巷道頂?shù)装鍘r層平均單向抗壓強度等計算數(shù)值，明確設(shè)備運作阻力與巷道支架承載力，以此根據(jù)開裂程度掌握具體棚距。

（二）特殊支護技術(shù)

在特殊條件下，開采單位應(yīng)有針對性的選擇支護技術(shù)。首先，采用具有一定強度且能隨意伸縮的錨桿開展一次支護作業(yè)，在巷道變形量達到一定程度后進行第二次支護處理。二次支護常結(jié)合錨桿支護與注漿加固，應(yīng)主要采用全長錨固錨索等元件并運用地應(yīng)力水速凝材料進行注漿作業(yè)，將孔洞深度控制在2.5m左右。如果某礦區(qū)地應(yīng)力較大，采用可伸縮 U型鋼支架支護結(jié)構(gòu)。其次，結(jié)合錨索、噴射加鋼絲等構(gòu)建完善的混凝土支護處理體系，將壓力限制在巷道底板區(qū)域并進行二、三次起底處理。

（三）支護系統(tǒng)設(shè)計

在煤礦采礦工程項目中，巷道支護項目具有復雜性與綜合性的特點，應(yīng)根據(jù)實際情況針對性選擇支護技術(shù)，并確保設(shè)計思路規(guī)范、科學，集地質(zhì)勘察、項目設(shè)計、作業(yè)監(jiān)測等為一體，為巷道支護系統(tǒng)運行提供可靠數(shù)據(jù)。第一，應(yīng)根據(jù)項目實際情況評估作業(yè)區(qū)域的圍巖應(yīng)力狀態(tài)等，掌握具體參數(shù)，進行地質(zhì)力學評估，確保評估內(nèi)容符合實際。第二，采用有限差分數(shù)值模擬分析方法并搭配相應(yīng)的工程類比系統(tǒng)模式等，建設(shè)方案選擇與評估機制，確保各項工作有序開展，提高計算的精準性。第三，經(jīng)過初始設(shè)計后，根據(jù)項目方案開展施工活動。第四，動態(tài)監(jiān)測作業(yè)現(xiàn)場，工作人員應(yīng)詳細掌握技術(shù)方案應(yīng)用效果。如果選擇錨桿支護，應(yīng)掌握錨桿受力狀況、圍巖深度位移等。第五，獲取充足、精準的數(shù)據(jù)后，應(yīng)優(yōu)化設(shè)計。第六，重復上述流程，直到設(shè)計趨于完善并能確保支護效果長期穩(wěn)定。

五、煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用

（一）合理選擇掘進設(shè)備

在煤礦采礦工程項目中，常見的巷道掘進設(shè)備為鉆機、電控開關(guān)等。此類設(shè)備能保障巷道安全，提高作業(yè)效率。鉆機是一種按照預先設(shè)定程序加工礦物材料的機械設(shè)備，在開采作業(yè)中，鉆機始終發(fā)揮著重要作用，影響著煤礦資源開采質(zhì)量。電控開關(guān)能提高系統(tǒng)運轉(zhuǎn)速率，也能控制供電電路電壓等。發(fā)現(xiàn)電線故障時，可利用電控開關(guān)保護斷路器，作業(yè)過程中，應(yīng)根據(jù)作業(yè)需求與現(xiàn)實情況選擇合適的機械設(shè)備。

（二）強化安全作業(yè)意識

煤礦采礦工程巷道掘進與支護作業(yè)過程中，把安全放在首要地位。一方面，應(yīng)實時控制施工質(zhì)量，加強施工管理。在煤礦開采過程中，如果地質(zhì)環(huán)境變化會產(chǎn)生安全事故，可進行井下作業(yè)并制定應(yīng)急處理方案。另一方面，掌控各類風險因素，例如，水文環(huán)境變化、作業(yè)未佩戴安裝裝置等，強化管理層與基層施工人員的安全作業(yè)意識，從根源上防范風險。

（三）收集并控制巷道掘進與支護參數(shù)

巷道掘進與支護直接影響煤礦開采效率，由此，第一，嚴格控制巷道掘進與支護各項參數(shù)，制定科學的作業(yè)方案。第二，做好頂板巖屑清潔工作，根據(jù)設(shè)計要求加強防護，以免出現(xiàn)漏煤等問題。第三，控制煤塵污染，以免增加瓦斯發(fā)生爆炸帶來嚴重的損失。第四，加強對壞損、報廢設(shè)備的管理，降低經(jīng)濟損失。第五，通過延長錨桿長度降低采空區(qū)壓力，但應(yīng)將直徑控制在合理范圍內(nèi)，以免影響錨桿的穩(wěn)定性。第六，控制錨桿間距，提高錨桿負荷力，進而提高支護效果。

六、結(jié)語

綜上所述，在我國能源體系中，煤礦產(chǎn)業(yè)處于重要地位。當前，各行業(yè)、領(lǐng)域?qū)γ旱V能源需求逐漸增加，提升了資源開采壓力。與淺層資源開發(fā)相比，深層煤礦資源開發(fā)面臨更加復雜、多變的環(huán)境，提高了安全風險。對此，企業(yè)應(yīng)提高對巷道掘進與支護技術(shù)的重視程度，掌握技術(shù)要點并合理選擇支護技術(shù)，例如，錨桿支護技術(shù)、棚式支護技術(shù)等，強化安全意識、掌控具體參數(shù)，選擇合適的機械設(shè)備，為工作人員提供穩(wěn)定、安全的作業(yè)環(huán)境，持續(xù)提高開采效率，促進我國煤礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]郭曉輝.煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)措施研究[J].當代化工研究，2022（07）：108-110.

[2]任學軍.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用分析[J].當代化工研究，2021（10）：75-76.

[3]王帥.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2022（14）：124-126.

[4]張興榮，紀向南.采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國金屬通報，2021（19）：27-28.

[5]江日.采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國金屬通報，2021（10）：39-40.

[6]田斌.采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)[J].當代化工研究，2021（12）：72-73.

[7]高曉鵬.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用探析[J].當代化工研究，2021（20）：90-91.

[8]光立鑫.淺談煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用分析[J].當代化工研究，2020（11）：106-107. .

[9]王鳳彬，牛寶其，姜峰.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用簡析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2020（12）：142-143.

[10]朱曉東.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用[J].當代化工研究，2020（06）：104-105.

[11]王東方.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用簡析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2019，45（10）：98-99.

作者簡介：李新永（1980），男，陜西省渭南市人，工程師，本科，主要研究方向為采礦工程、煤礦智慧化、煤礦機械設(shè)備。