乌苏四棵树煤炭有限责任公司生产与机电部新疆乌苏市833019
摘要：挖掘施工是指在煤炭采矿工程施工过程中，对地下巷道进行有规划的挖掘施工操作，通过采用一定的施工方法与措施对煤层与周遭岩体进行破碎操作，进而形成巷道空间，然后在巷道空间开展相应的支撑保护工作，实现稳固畅通的巷道，为煤炭的开采运输实现畅通的通道路径。本文介绍了巷道掘进的施工方法，并阐述了采矿工程巷道锚杆支护技术的应用。
关键词：采矿工程；巷道掘进；支护技术
采矿工程往往需要山体内部进行，因此在实际采矿过程中需要使用巷道掘进及支护技术，这种施工方法需要对施工区域的地下巷道提前进行科学规划，在此基础上利用先进的掘进机器挖掘，同时为了确保工程的稳定性，需要对巷道掘进的煤层及周围岩体进行支护工作，从而保证巷道空间顺利实施煤炭开采及运输工作，提高煤炭开采效率及质量，顺利完成煤炭资源开采。
一、煤矿巷道掘进方式分类及锚杆支护技术发展现状
在我国煤矿企业在进行巷道掘进施工中主要运用的方式有两种：综合机械化掘进和掘锚一体化掘进。综合机械化掘进具有完整的系统，一般由钻孔设备、掘进设备、传输设备、通风设备及电力设备等构成。其中掘进设备是整个运作系统的重中之重，其工作效率直接影响整个掘进施工工作的进度。掘锚一体化掘进方式是建立在锚杆支护技术基础上的，将巷道掘进施工和巷道支护融为一体，极大地节省了掘进时间。现今，巷道锚杆支护技术具有很强的系统性，整个系统大致包含地质勘测、支护方案设计、材料和机械的选取、作业质量评估及其他方面的内容。地质勘测方面需要做的工作主要是针对围岩的应力、强度、结构进行探测，尽量获取目标矿区的应力场、围岩强度及其结构特征等数据，为巷道布置与支护方案设计提供真实有效的信息；针对勘测结果进行分析，并结合地质情况设计科学合理的实施方案，针对目标矿区围岩特征选取支护材料及作业工具，并注意保证施工工艺的优良性；对于完成的锚杆支护作业成果需要进行严格的质量检测与评估，确保其安全性、稳定性。目前，中国锚杆支护技术已经得到广泛运用，并且在某些非常特殊的地质条件下取得了很好的成果，如在极软岩巷道和深部沿空留巷中的运用。
二、巷道掘进的施工方法
对不同的地形地质条件需要采取对应的巷道掘进施工方法，在实际操作过程中最常用的是钻眼爆破法，这种方法需要根据地下巷道的掘进实施对应的科学规划，并利用煤电钻实施炮眼的掘进，为了保证爆破效果，往往需要将炮眼掘进到一定深度。同时还要积极关注开采煤层的厚薄情况，并根据煤层厚薄决定炮眼深度和距离。为了取得最佳的爆破效果，往往需要提前针对实地情况科学设计炮眼，在利用煤电钻进行钻眼过程中需要采用科学方法准确确定炮眼的位置，这个过程需要严格按照相关的炮眼钻孔原则和方法进行。由于煤炭层与岩巷道比较相似，相对较软，因此在具体掘进过程中一般选择单向掏槽方式，当然也需要结合地质情况决定，当遇到比较深的炮眼时，同时炮眼断面相对较小，这种情况下就需要采用另一种方法。如果在炮眼掘进过程中发现不同程度的软煤夹层，这种情况下要在软煤带中挖掘对应的掏槽，根据掘进需要布置掏槽眼，一般掏槽眼就能满足需要，同时科学控制其角度。当遇到软煤层断面相对狭小时，一般不在软煤层内布置辅助炮眼。
三、采矿工程巷道掘进锚杆支护技术的影响因素
1、巷道断面尺寸和形状。对于采矿工程巷道掘进施工来说，需要适当调整与支撑巷道周边的围岩应力，而巷道掘进施工在这个过程中会形成不同的断面形状，继而产生不同的应力分布，因此需要合理控制断面形状，使其较好地控制应力分散。
2、地应力。矿山压力的作用会危害到煤炭开采，如围岩挤压巷道或变形断裂，挤压会导致煤层被压松、岩体位移或离散、人工支撑物断裂或者挤压变形，严重时会出现地表及岩层塌陷、位移等事故。各种人工填充及支撑物、煤层、围岩在矿上压力作用下出现力学挤压的现象，若不能及时有效处理这种现象，则会危害煤炭开采工作，甚至造成施工安全事故，威胁到人们的生命财产安全。要想控制矿上压力显现，开采煤炭作业时要进行采空区处理操作和工作面支撑保护，有效控制应力场改变与围岩变形，确保作业的安全高效进行。当前顶板岩层的合理控制就是现代主流回采工作面支撑保护的有力手段，因此将采空区处理与工作面支撑保护称为顶板管理的支护技术。
3、巷道围岩强度。巷道围岩坚硬程度是影响巷道保护支撑有效性的关键因素，若围岩强度可在锚杆支护支撑作用下得以增加，则能在一定程度上增强支撑力度。当然巷道围岩强度主要是考验围岩对地质应力的载荷能力，如果围岩具备良好的载荷能力，即便地应压力过大，也会减小顶板的位移变化，实现良好的支撑保护作用。所以将锚杆支护技术应用造巷道围岩掘进施工时，应该重点考虑围岩的强度问题。
四、采矿工程巷道锚杆支护技术的应用
一般常见的锚杆支护包括煤棒锚杆和顶锚杆，两者在性能与规格方面有所不同，所以其支护类型较多，如复合玻璃钢锚杆的杆体外部尺寸要低于26mm，因此可用在孔径28mm-32mm的钻孔中，使岩石层面和锚杆为正交，且最小角度超过75°。在采矿工程巷道锚杆支护技术的应用，需要注意如下事项：
1、加厚处理锚杆托板。在采矿工程巷道掘进和支护施工过程中，应该加强处理锚杆托板的强度，使托板抗变形能力高于实际承受压力的范围，促进巷道实际安全性的提高。
2、解决软岩回采巷道支护问题。强化喷层或支护网的刚度支撑，将锚粱支护操作加入到薄弱环境，以便围岩表面支撑约束能力的提升，最大限度限制巷道破碎区的纵向延伸。如果实际情况相对复杂，应该实施二次支护操作，使支撑保护强度与规定要求相符，并达到喷层或支护网的相对柔性操作，即便围岩出现破裂或变形，也能很快释放围岩能量，减少危险情况的发生。
3、准确掌握临时支护技术要点。临时支护主要是为满足采矿工程巷道掘进工作的临时要求而开展的支护工作，要想确保临时支护质量，必须要对所用支护材料加以明确。这是因为不同的支护材料有不同的优势与缺陷，只有保证使用材料的科学性，才能保障临时支护质量。例如：临时支护中采用木支架，能减轻质量、降低加工难度、便于安装，但木支架强度性能和防护性能差；金属支架便于拆装、强度高，能够重复使用，但成本相对较高，所以选择何种材料进行支护，需要从安全性、可行性、经济性的角度进行论证。另外，在临时支护工作中要落实相关的支护作业细节，要求施工人员严格按照支护的规范和工序进行作业，特别是支护质量检查作业，严禁使用损坏的支护材料。
4、恰当运用配套锚杆支护体系。在巷道掘进的锚杆支撑保护体系中，要想充分发挥支撑保护作用，必须要严格把关使用螺母的精确度和质量，如将普通螺母换位锚杆专用螺母，进一步提高整体抗压能力。
在现代采矿工程中，为了更好地确保采矿企业的效益，首先就必须确保采矿的安全。而挖掘施工主要是指在采矿工程施工中，有规划的挖掘地下巷道，利用科学合理的施工措施与施工方法，破碎操作煤层与周围岩体，从而形成巷道空间，在此基础上开展相应的支护工作，确保巷道的畅通与稳固，便于煤炭的开采和运输。当然要想保证采矿工程的安全顺利实施，必须要恰当应用支护技术，对巷道掘进技术要点加以掌握，根据实际需求确定支护类型，保证采矿工程的安全和质量。
参考文献
[1]黄中意.采矿工程巷道掘进技术与支护技术分析[J].工程技术：全文版，2017(2)：251.
[2]权建巍，朱俊虎.论述煤矿巷道掘进施工及支护技术分析[J].工程技术：文摘版，2016(10)：320.
[3]范明建.锚杆预应力与巷道支护效果的关系研究[D].北京：煤炭科学研究总院，2013.
[4]张占涛.大断面煤层巷道围岩变形特征与支护参数研究[D].北京：煤炭科学研究总院，2014.