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[摘 要]巷道是煤矿建设的基础组成部分，巷道的施工可以分成掘进和支护两个步骤。实现煤矿高产高效的主要途径是提高煤矿巷道掘进速度，而我国煤矿开采逐步现代化、机械化、规模化的发展趋势给支护技术在巷道掘进中的应用提出了更高的要求。
[关键词]煤矿；掘进；支护
中图分类号：D291 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0379-01
一、煤矿掘进过程中的支护现状
对于煤矿巷道掘进而言，支护主要为控制围岩运动，提升围岩稳定性，确保煤矿生产的安全作业。煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长过程。我国煤矿于20世纪50年代开始在岩巷中使用锚杆支护，至今已有半个多世纪的历史。锚杆支护经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。早期的锚杆如机械锚固锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、端部锚固树脂锚杆支护强度低，只适应于简单地质条件。近年来，为了解决深部及复杂困难巷道支护难题，又开发出高预应力、强力锚杆支护技术，真正实现了锚杆的主动、及时支护，并且在保证良好的支护效果的前提下，显著提高了巷道掘进速度与工效。目前，国有大中型煤矿的锚杆支护率达到六成以上，有些矿区超过了九成。锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的主要支护方式。
随着煤矿开采强度与范围显著增加，巷道布置出现了以下发展方向：一是在巷道层位方面，永久性巷道从岩巷向煤巷发展，以提高掘进速度，缩短建井周期；放顶煤开采技术的广泛应用，使得回采巷道从岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展。二是在巷道断面形状与大小方面，拱形断面向矩形断面发展，以提高掘进速度与断面利用率，回采巷道有利于采煤工作面的快速推进；小断面向大断面发展，以满足大型采掘设备与高开采强度的要求。三是在回采巷道数量方面，单巷布置向多巷发展，以满足高瓦斯矿井及大型矿井运输、通风的要求。四是从巷道赋存条件方面，埋深从浅部向深部发展，简单地质条件向复杂地质条件发展。所有这些发展趋势都增加了巷道支护难度，对支护技术提出更高、更苛刻的要求。随着巷道不断深入，掘进技术已由单巷布置逐渐转向多巷布置，开采条件日益复杂，而支护技术在技术管理、支护设备管理等方面具有一定不足，主要由于煤矿企业一味追求节约成本，忽视对支护设备的更新、维护，使得陈旧设备无法适应现代巷道开采需求。因此，煤矿企业需强化宣传教育，使管理、技术等人员认识到支护、生产空间的安全性，提升掘进效率，利用具体可行的改进措施，在煤矿巷道掘进过程中，充分发挥支护技术的保障性作用。
二、影响煤矿巷道掘进与支护的因素
（一）地质构造因素
在煤矿巷道掘进中，地质条件是影响技术应用效果的主要因素之一。良好的地质构造可以提升掘进速度，相反大量褶皱、断层或火成岩侵入体等复杂多变恶劣的地质条件将增大掘进与支护的作业难度。归纳而言，煤岩硬度、褶区构造、围岩节理、瓦斯量、顶板和底板的稳定性、涌水量标准等都对煤矿生产产生了巨大影响。煤岩硬度较高时仅需要临时性支护，若岩层具有褶曲断层节理，将会使得煤层厚度不可预测，容易发生冒顶、塌落或偏冒等安全事故，从而影响掘进施工进度。煤矿开采进程中若瓦斯涌出量太大，将会对掘进施工造成巨大威胁。
（二）施工工艺因素
掘进设备状况决定着采煤施工工艺，新型的支护工艺必然无法适用在落后的掘进设备中。从我国现阶段的巷道掘进设备水平而言，虽然设备的种类较为齐全，但是普遍存在综合性能较差、自动化程度不高等问题，这对于巷道掘进技术的影响是不容忽视的。目前我国大多数煤矿企业适用的支护形式主要是新型复合支护或打断面U型棚型支护，这种工艺不仅运输、通风、行人、安装方便，而且支护强度也较高、巷道断面大，但是支护施工难度较大，尤其在一些复杂地质构造时，将会严重影响巷道掘进施工进度。
（三）组织管理与施工人员因素
目前我国的原煤产量供大于求，为追求可观眼前经济利益，许多企业过度开采煤层，忽视了持续发展。许多工程建设管理者并没有编制规范的工程建设规程和有效的质量监管文件，工程实施过程中无法有效贯彻落实原先制定的工程计划，继而对煤矿安全生产产生一定的不良影响。此外，一些煤矿企业工作人员还没有完全掌握煤矿巷道的掘进新技术、新工艺和掘进设备的性能情况，这些因素也对掘进速度产生了不良影响。
三、煤矿巷道掘进过程中提高支护有效性的应用对策
（一）支护方式的选择及工艺控制
目前矿井掘进中最常见的支护方式包括：金属支架、锚杆支护、锚喷支护、液压支柱以及混凝土砌碹等几种。在实践中具体选择何种支护方式，主要取决于围岩的强度及其发展和运动状态。一般而言，锚杆支护对提高围岩强度的效果最为明显，支架、混凝土等支护方式则能够显著改善围岩运动状态。工作面采动较小的稳定性巷道选用刚性支护即可，而受不稳定的巷道则应选用具有伸缩性的支护以适应采动对系统造成的影响。在制定支护方案时，应允许巷道围岩有一定的变形，以便在围岩表层岩体发生一定程度的破碎时释放部分高应力，从而有效地减小围岩变形量，发挥主承载结构的承载能力，并稳定次承载结构。当前，煤炭开采深度逐渐加深，以冲击地压（岩爆）、矿压显现剧烈、巷道圍岩大变形、突水、地温升高、瓦斯突出（爆炸）等“六大工程灾害” 为代表的一系列灾害性工程事故频发，在实际生产中，一些矿区常常以多种方式相互配合的组合支护方式完善系统的工作性能，这就是复合支护。复合支护是采用两种或两种以上的支护方式联合支护巷道。现行类型较多，如锚网喷、注浆加固，锚网喷、u型钢可缩性支架、锚索。选择复合支护形式时，应根据巷道围岩地质条件和生产条件，确定出合理的支护形式和参数。不同类型的软岩巷道所采用的支护形式不同。
（二）强化安全意识与技术培训。
煤矿巷道掘进存在一定危险性。因此，必须提升企业安全生产意识，为支护改进、完善奠定前提条件。对于管理层而言，需改变陈旧支护意识，充分认识到支护水平提升，对企业综合竞争、生产效率具有重要作用。通过资金投入，有效提升宣传与培训力度，提升信息反馈效率、现场管理水平，通过实训考核与原理培训，提升员工对操作规程、技术要求的认识，进而提升新设备与新工艺的推广速度，达到现代化煤矿生产需求。
（三）加强施工组织管理和技术投入
在掘进施工中，煤矿企业要遵循煤矿安全生产规程，使用科学方法制订施工工艺，尽力实施多工序平行交叉作业的方法，合理利用施工时间，保障职工安全。同时，煤矿企业还要扩充投入，引进新技术、高端设备，不断提高煤矿巷道掘进施工机械自动化水平。实行科学管理方法，贯彻落实前期项目设计规划内容，保障各个施工工序建设质量，全面杜绝过度开采现象。由于我国现行采掘设备性能有限，应强化对设备的管理维护，优化改进，确保其始终处于良好应用状态。
四、结束语
目前，我国煤矿巷道的掘进支护工作仍存在很多问题，地质构造条件、掘进设备、施工工艺和组织管理等因素影响着我国煤矿巷道的掘进速度和支护水平。鉴于矿井地质条件的复杂及作业施工环境的恶劣，生产中在提高煤矿巷道掘进速度的同时，搞好煤矿掘进支护，提高巷道畅通与围岩稳定水平，保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设和生产安全具有极其重大的意义。
参考文献：
[1] 方树林，张剑，武立文等.特厚夹层坚硬顶板大断面掘进巷道围岩变形特征与支护技术研究[J].煤炭工程，2012（2）.
[2] 黄玉冬.锚杆锚索梯次支护技术在沿空掘巷中的应用[J].中州煤炭，2012（1）.
[关键词]煤矿；掘进；支护
中图分类号：D291 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0379-01
一、煤矿掘进过程中的支护现状
对于煤矿巷道掘进而言，支护主要为控制围岩运动，提升围岩稳定性，确保煤矿生产的安全作业。煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚杆支护的漫长过程。我国煤矿于20世纪50年代开始在岩巷中使用锚杆支护，至今已有半个多世纪的历史。锚杆支护经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。早期的锚杆如机械锚固锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、端部锚固树脂锚杆支护强度低，只适应于简单地质条件。近年来，为了解决深部及复杂困难巷道支护难题，又开发出高预应力、强力锚杆支护技术，真正实现了锚杆的主动、及时支护，并且在保证良好的支护效果的前提下，显著提高了巷道掘进速度与工效。目前，国有大中型煤矿的锚杆支护率达到六成以上，有些矿区超过了九成。锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的主要支护方式。
随着煤矿开采强度与范围显著增加，巷道布置出现了以下发展方向：一是在巷道层位方面，永久性巷道从岩巷向煤巷发展，以提高掘进速度，缩短建井周期；放顶煤开采技术的广泛应用，使得回采巷道从岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展。二是在巷道断面形状与大小方面，拱形断面向矩形断面发展，以提高掘进速度与断面利用率，回采巷道有利于采煤工作面的快速推进；小断面向大断面发展，以满足大型采掘设备与高开采强度的要求。三是在回采巷道数量方面，单巷布置向多巷发展，以满足高瓦斯矿井及大型矿井运输、通风的要求。四是从巷道赋存条件方面，埋深从浅部向深部发展，简单地质条件向复杂地质条件发展。所有这些发展趋势都增加了巷道支护难度，对支护技术提出更高、更苛刻的要求。随着巷道不断深入，掘进技术已由单巷布置逐渐转向多巷布置，开采条件日益复杂，而支护技术在技术管理、支护设备管理等方面具有一定不足，主要由于煤矿企业一味追求节约成本，忽视对支护设备的更新、维护，使得陈旧设备无法适应现代巷道开采需求。因此，煤矿企业需强化宣传教育，使管理、技术等人员认识到支护、生产空间的安全性，提升掘进效率，利用具体可行的改进措施，在煤矿巷道掘进过程中，充分发挥支护技术的保障性作用。
二、影响煤矿巷道掘进与支护的因素
（一）地质构造因素
在煤矿巷道掘进中，地质条件是影响技术应用效果的主要因素之一。良好的地质构造可以提升掘进速度，相反大量褶皱、断层或火成岩侵入体等复杂多变恶劣的地质条件将增大掘进与支护的作业难度。归纳而言，煤岩硬度、褶区构造、围岩节理、瓦斯量、顶板和底板的稳定性、涌水量标准等都对煤矿生产产生了巨大影响。煤岩硬度较高时仅需要临时性支护，若岩层具有褶曲断层节理，将会使得煤层厚度不可预测，容易发生冒顶、塌落或偏冒等安全事故，从而影响掘进施工进度。煤矿开采进程中若瓦斯涌出量太大，将会对掘进施工造成巨大威胁。
（二）施工工艺因素
掘进设备状况决定着采煤施工工艺，新型的支护工艺必然无法适用在落后的掘进设备中。从我国现阶段的巷道掘进设备水平而言，虽然设备的种类较为齐全，但是普遍存在综合性能较差、自动化程度不高等问题，这对于巷道掘进技术的影响是不容忽视的。目前我国大多数煤矿企业适用的支护形式主要是新型复合支护或打断面U型棚型支护，这种工艺不仅运输、通风、行人、安装方便，而且支护强度也较高、巷道断面大，但是支护施工难度较大，尤其在一些复杂地质构造时，将会严重影响巷道掘进施工进度。
（三）组织管理与施工人员因素
目前我国的原煤产量供大于求，为追求可观眼前经济利益，许多企业过度开采煤层，忽视了持续发展。许多工程建设管理者并没有编制规范的工程建设规程和有效的质量监管文件，工程实施过程中无法有效贯彻落实原先制定的工程计划，继而对煤矿安全生产产生一定的不良影响。此外，一些煤矿企业工作人员还没有完全掌握煤矿巷道的掘进新技术、新工艺和掘进设备的性能情况，这些因素也对掘进速度产生了不良影响。
三、煤矿巷道掘进过程中提高支护有效性的应用对策
（一）支护方式的选择及工艺控制
目前矿井掘进中最常见的支护方式包括：金属支架、锚杆支护、锚喷支护、液压支柱以及混凝土砌碹等几种。在实践中具体选择何种支护方式，主要取决于围岩的强度及其发展和运动状态。一般而言，锚杆支护对提高围岩强度的效果最为明显，支架、混凝土等支护方式则能够显著改善围岩运动状态。工作面采动较小的稳定性巷道选用刚性支护即可，而受不稳定的巷道则应选用具有伸缩性的支护以适应采动对系统造成的影响。在制定支护方案时，应允许巷道围岩有一定的变形，以便在围岩表层岩体发生一定程度的破碎时释放部分高应力，从而有效地减小围岩变形量，发挥主承载结构的承载能力，并稳定次承载结构。当前，煤炭开采深度逐渐加深，以冲击地压（岩爆）、矿压显现剧烈、巷道圍岩大变形、突水、地温升高、瓦斯突出（爆炸）等“六大工程灾害” 为代表的一系列灾害性工程事故频发，在实际生产中，一些矿区常常以多种方式相互配合的组合支护方式完善系统的工作性能，这就是复合支护。复合支护是采用两种或两种以上的支护方式联合支护巷道。现行类型较多，如锚网喷、注浆加固，锚网喷、u型钢可缩性支架、锚索。选择复合支护形式时，应根据巷道围岩地质条件和生产条件，确定出合理的支护形式和参数。不同类型的软岩巷道所采用的支护形式不同。
（二）强化安全意识与技术培训。
煤矿巷道掘进存在一定危险性。因此，必须提升企业安全生产意识，为支护改进、完善奠定前提条件。对于管理层而言，需改变陈旧支护意识，充分认识到支护水平提升，对企业综合竞争、生产效率具有重要作用。通过资金投入，有效提升宣传与培训力度，提升信息反馈效率、现场管理水平，通过实训考核与原理培训，提升员工对操作规程、技术要求的认识，进而提升新设备与新工艺的推广速度，达到现代化煤矿生产需求。
（三）加强施工组织管理和技术投入
在掘进施工中，煤矿企业要遵循煤矿安全生产规程，使用科学方法制订施工工艺，尽力实施多工序平行交叉作业的方法，合理利用施工时间，保障职工安全。同时，煤矿企业还要扩充投入，引进新技术、高端设备，不断提高煤矿巷道掘进施工机械自动化水平。实行科学管理方法，贯彻落实前期项目设计规划内容，保障各个施工工序建设质量，全面杜绝过度开采现象。由于我国现行采掘设备性能有限，应强化对设备的管理维护，优化改进，确保其始终处于良好应用状态。
四、结束语
目前，我国煤矿巷道的掘进支护工作仍存在很多问题，地质构造条件、掘进设备、施工工艺和组织管理等因素影响着我国煤矿巷道的掘进速度和支护水平。鉴于矿井地质条件的复杂及作业施工环境的恶劣，生产中在提高煤矿巷道掘进速度的同时，搞好煤矿掘进支护，提高巷道畅通与围岩稳定水平，保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设和生产安全具有极其重大的意义。
参考文献：
[1] 方树林，张剑，武立文等.特厚夹层坚硬顶板大断面掘进巷道围岩变形特征与支护技术研究[J].煤炭工程，2012（2）.
[2] 黄玉冬.锚杆锚索梯次支护技术在沿空掘巷中的应用[J].中州煤炭，2012（1）.