煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

摘要：巷道掘进与支护是煤矿地下采矿工程的前置核心工序，巷道施工质量直接关系井下开采作业的安全性、连续性与生产效率，复杂的井下地质条件与动态矿压变化对掘进施工、围岩支护体系提出严苛的技术标准。随着煤矿开采深度持续增加，井下围岩破碎、地应力升高、地质构造复杂等问题愈发突出，传统掘进工艺与支护模式逐渐难以适配深部矿井的施工工况。本文结合现代煤矿采矿工程施工特点，系统梳理主流巷道掘进技术与支护技术的工艺原理、技术特征，分析各类技术的适用场景与应用要点，探讨掘进与支护技术的协同应用方式，可为煤矿井下巷道标准化、安全化施工提供科学的技术参考。

关键词：煤矿采矿；巷道掘进；支护技术；井下施工；围岩控制

1 煤矿采矿工程巷道掘进技术

1.1 钻爆法巷道掘进技术

钻爆法是煤矿巷道掘进中应用时间较久、适配性较强的传统掘进技术，整体依托钻孔、装药、爆破、出渣、修整的工序流程完成巷道岩体开挖作业。该技术对井下地质条件的适配范围较广，可应用于坚硬岩层、构造复杂岩层及各类非常规巷道施工场景，设备投入成本较低、施工灵活性突出。技术施工效果依托钻孔布置精度、装药量控制与爆破顺序设计，合理的爆破参数能够弱化对周边围岩的扰动损伤，维持巷道围岩的原始结构完整性。受制于施工工序的离散性，整体掘进速度相对有限，在高瓦斯、松软破碎煤层工况中需要配套严格的安全防护措施。

1.2 悬臂式掘进机综掘技术

悬臂式掘进机综掘技术属于机械化连续掘进工艺，依靠掘进机悬臂切割结构完成煤层与岩层的连续破碎，搭配配套转运设备实现渣土同步输送，形成一体化掘进作业体系。该技术摒弃爆破施工模式，能够有效降低掘进施工对围岩的震动破坏，大幅减少巷道围岩开裂、松动等病害问题，巷道成型规整度更高。机械化连续作业模式可以压缩工序间隔时间，提升巷道掘进整体施工效率，适配大中型煤矿常态化巷道开挖施工。设备操作具备较高的灵活性，可根据巷道断面尺寸调整切割幅度与作业参数，适配常规矩形、梯形巷道的掘进施工需求。

1.3 水力掘进技术

水力掘进技术依托高压水射流的冲击破碎作用完成煤层开挖，属于绿色、安全的新型掘进工艺，无机械切割与爆破作业带来的安全隐患。高压水流通过专用喷嘴形成高速射流，利用强大冲击力破碎煤体结构，逐步完成巷道轮廓开挖，施工过程无粉尘污染、无明火风险，高度适配高瓦斯、易自燃煤层的掘进工况。技术施工对煤层结构扰动极小，能够有效保护围岩结构稳定，降低后期支护施工压力。受水压强度与射流能力限制，该技术更适用于松软煤层与中软岩层，坚硬岩层施工效率偏低，多作为辅助掘进工艺配合主流技术使用。

2 煤矿采矿工程巷道支护技术

2.1 锚杆支护技术

锚杆支护是现代煤矿巷道应用最普遍的主动支护技术，凭借锚固杆件的穿插固定作用整合松散围岩岩体，将浅层不稳定围岩与深部稳定岩层形成整体受力结构。支护施工通过钻孔、安装锚杆、注浆锚固、托盘锁紧等工序完成体系搭建，能够主动抵消围岩形变产生的应力，抑制围岩位移与开裂变形。该支护方式占用巷道空间较小，不会对井下通风、运输、设备通行造成阻碍，施工工序简洁、成型速度快。锚杆支护可根据围岩破碎程度、巷道埋深调整锚杆间距、长度与锚固力度，适配多数常规煤层与岩层巷道的围岩防护需求。

2.2 永久性支护技术

永久性支护技术以长期稳定围岩控制为核心目标，多用于煤矿主要运输巷道、通风巷道等服务周期较长的巷道工程，保障巷道全服役周期的结构安全。该技术多采用混凝土浇筑、锚喷联合支护等复合结构，依托混凝土面层封闭巷道围岩，隔绝井下空气、水汽对岩体的风化侵蚀，搭配深部锚固结构强化整体承载性能。永久性支护结构整体性强、抗形变能力优异，能够长期抵御深部地应力变化与矿压扰动，不易出现结构破损与支护失效问题。施工流程相对复杂、养护周期更长，整体施工标准高于常规临时支护技术。

2.3 棚式支护技术

棚式支护属于传统被动支护技术类型，主要利用金属棚、木质棚体搭建框架支撑结构，承接巷道顶板与围岩的压力荷载，规避围岩垮落风险。该技术施工门槛较低、拆装便捷，可快速完成临时支护搭建，适配地质条件复杂、围岩极不稳定的应急支护场景。棚式支护结构依靠框架刚性承载压力，对围岩的主动约束能力较弱，围岩形变控制效果相对有限，长期矿压作用下容易出现棚体变形、偏移等问题。现阶段多应用于老旧巷道修复、临时巷道施工等场景，配合其他支护技术形成联合支护体系提升防护效果。

2.4 液压支架技术

液压支架技术依托液压动力实现支架升降、承载与伸缩调节，属于机械化程度较高的动态支护技术，广泛适配综采工作面巷道支护场景。该技术可实时响应矿压变化，通过液压系统调整支撑力度，对巷道顶板形成持续性、高强度的动态支撑，有效抵御工作面推进过程中的集中矿压冲击。液压支架整体结构稳固、承载能力强、移动便捷，可跟随采掘作业同步前移，实现支护与掘进、开采工序的协同推进。设备自动化程度较高，能够减少人工支护作业量，适配现代化智能煤矿的高效施工体系。

3 巷道掘进与支护技术的具体应用

煤矿巷道施工需遵循掘进与支护协同配套的作业原则，根据井下煤层赋存条件、巷道功能、开采深度匹配对应的掘进工艺与支护体系，保障施工安全与作业效率的双向平衡。地质条件稳定、岩层硬度较高的巷道可采用钻爆法或综掘技术开展掘进作业，搭配常规锚杆支护体系完成围岩防护，简化施工流程、控制工程成本。松软煤层、高瓦斯矿井巷道优先选用水力掘进技术，配合锚喷永久性支护结构，弱化施工扰动与安全风险。采掘工作面动态巷道可依托悬臂式掘进机配合液压支架同步作业，实现随掘随支、快速成巷，复杂破碎区域可结合棚式支护形成复合支护体系，全面强化巷道结构稳定性。掘进与支护工序的合理衔接能够规避围岩裸露失稳风险，提升井下巷道施工的标准化与安全化水平。

4 结语

巷道掘进与支护技术是保障煤矿井下采矿作业有序推进的核心技术体系，不同掘进工艺与支护技术在施工效率、安全性能、工况适配性方面存在明显差异化特征。钻爆法、综掘技术、水力掘进技术可适配不同煤层与岩层的巷道开挖需求，锚杆支护、永久性支护、棚式支护与液压支架技术能够针对性完成不同场景的围岩控制工作。各类技术的科学搭配与协同应用，可有效解决井下巷道围岩失稳、施工效率低、安全隐患突出等工程问题。煤矿井下施工过程中持续优化掘进与支护技术适配模式，结合地质工况更新施工工艺，能够稳步提升巷道施工质量与安全水平，为煤矿采矿工程稳定、高效、安全生产提供坚实的技术保障。

参考文献

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