破碎煤層巷道掘進及支護技術研究獲獎科研報告【摘要】某煤礦的煤層巷道屬于破碎型，如果施工中運用傳統(tǒng)的掘進與支護技術很難達到良好的支護效果，掘進速度與掘進的安全性也得不到保障，這種情況下，需要技術人員結合具體的破碎煤層巷道進行分析，并采用短掘短支護技術開展超前支護，同時，對支護的架構進行優(yōu)化和完善，實時的進行巷道頂板的壓力監(jiān)測，以此證明改進支護后的支護效果良好，滿足掘進支護的工程要求，方便后續(xù)破碎煤層巷道的掘進與支護工作的順利開展。

【關鍵詞】破碎煤層;巷道掘進;支護技術

前言：

近些年來，我國煤礦開采行業(yè)發(fā)展迅速，很多開采技術被研發(fā)出來，并得到了廣泛的應用，而煤礦開采的深度也越來越深[1-2]，深部煤礦開采工作面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，由于地質條件復雜，很多巖層結構的穩(wěn)定性較差，由于地壓過大，使巷道發(fā)生了變形和斷裂，給煤礦采礦工作帶來了很大的難度[3]，同時，潛藏著很大的安全風險，目前所應用的深部采礦技術還不能很好的應對深部復雜的采礦環(huán)境，本文結合深部煤礦破碎巷道的掘進與支護技術進行分析，例如：短掘段支、機載超前支護和錨網(wǎng)支護技術等等。

1破碎煤層巷道概況

某煤礦巷道相關參數(shù)見表1：

以上是某煤礦的基本巷道參數(shù)，巷道中的部分區(qū)域為復合頂板，厚度在0.5-1m之間，另外，頂板的巖石性質屬于泥巖，整體結構不穩(wěn)定，容易破碎和垮落，在具體的施工中，還檢測出較大的巷道壓力，巷道出現(xiàn)了明顯的變形，對掘進施工影響很大。

2掘進與支護的難度

2.1掘進中的難度

利用綜掘機進行巷道的掘進，循環(huán)的進尺長度為1600m，每個循環(huán)中有兩次進刀.另外，由于煤層的深度很大，在煤礦掘進中，會產(chǎn)生一定的礦壓變化，容易導致頂板坍塌和離層，在掘進機進行割煤環(huán)節(jié)，也容易造成頂板巷道巖塊脫落，最終出現(xiàn)了巷道頂板不平整，圍巖的質地松軟也會出現(xiàn)片幫的問題，目前掘進施工的效率不高，日進尺量有限，所以導致巷道成型存在困難。

2.2臨時與永久支護

單體液壓臨時支護技術應用較為普遍，但是此技術無法應對破碎煤層帶來的壓力變化，另外，此煤礦采空區(qū)域的壓力變化波動較大，采用臨時支護很容易出現(xiàn)破碎和離層問題，不利于煤礦安全施工。

巷道頂板屬于泥巖類型，自身的穩(wěn)定性很差，在短時間內(nèi)容易出現(xiàn)離層和破碎的風險，利用偽頂支護技術，存在重復和局部偽頂垮落的問題，所以，采用高效的支護手段是確保煤礦開采順利進行的前提基礎.現(xiàn)有的支護方法無法很好的解決頂板離層和巷道偏移的問題，需要進行二次支護才能保障掘進施工繼續(xù)進行。

3破碎煤層巷道掘進及支護技術分析

3.1短掘短支與超前支護技術分析

結合某煤礦的深部煤層，采用掘進機進行割煤與自動裝煤，但是在實際的掘進施工中，由于煤層頂板壓力處在不斷的變化中，很容易出現(xiàn)破碎和冒頂?shù)膯栴}，基于這種情況，采取短掘短支的模式，縮小循環(huán)進尺長度，在割煤過程中，保障兩側有足夠的余量空間，有利于維持兩幫的穩(wěn)定性，配合人工風鎬操作，有利于促進巷道成型.當巷道成型以后，需要配備輸送設備和膠帶輸送機進行運煤工作。

在具體的掘進施工中，不論選擇何種掘進方式都存在支護不及時與控頂距較大的問題，利用以上的掘進方式也不可避免經(jīng)常出現(xiàn)片幫和冒頂?shù)膯栴}，因此，需要對煤層巷道進行超前支護，此支護方案主要與兩個方面：

首先，在截割部位安裝頂梁架和主架，對兩者進行有效的鏈接和控制，在掘進中如果需要進行臨時支護，應該打開液壓泵向液壓支架中注入高壓液，注入完畢將鋼帶和網(wǎng)片在頂梁架中線位置進行安置，利用磁鐵裝置進行固定，采煤機操作人員通過控制手柄，使頂梁架與主架由組合狀態(tài)調(diào)至分離狀態(tài)，結合頂板的具體情況，將支架放置合適的位置。

其次，技術人員對頂梁架與主架的液控手柄進行調(diào)節(jié)，保持巷道中線與頂板位置重合，對網(wǎng)片和鋼帶進行壓實，固定于頂板之上，同時，對巷道頂板插入錨桿，降低主架至最低程度，再折合主架與頂梁架，當頂梁架完全橫置到掘進設備上，再進行啟動，保障掘進設備順利開展下一環(huán)節(jié)的作業(yè)。

3.2錨網(wǎng)鎖支護技術

技術人員結合本礦區(qū)的巷道具體情況，利用錨網(wǎng)鎖支護技術，此技術是煤礦巷道的主要支護技術之一，應用范圍很廣。技術應用過程中，需要對方案的相關參數(shù)進行確定。

進行錨桿長度選擇時，需要以煤壁的破壞程度和頂板的破壞范圍作為參考，錨桿的長度應該滿足支護的要求，確保支護圍巖的穩(wěn)定性，另外，利用錨索支護技術可以提高巷道的穩(wěn)定性，降低應力集中問題，避免圍巖變形。

4掘進與支護效果分析

以上對短掘短支工藝進行應用分析，結合某煤礦破碎巷道掘進與支護的應用，使煤礦巷道的穩(wěn)定性和巷道的整體質量都得到了很大的提升，降低了片幫出現(xiàn)冒頂?shù)膯栴}，大大提升了巷道施工的效果。利用掘進機設備對巷道進行主動支護，對原有的不穩(wěn)定臨時支護進行了強化，提升了巷道圍巖的穩(wěn)定性，為工作人員安全施工提供了保障，避免安全事故發(fā)生造成人員傷亡，影響煤礦企業(yè)的穩(wěn)定和快速發(fā)展。

結論：

本文結合某煤礦實