0引言
煤矿巷道掘进与支护技术是保障矿井安全、高效生产的关键，其技术水平直接影响矿井安全与效率。随着开采深度增加及复杂地质条件的频繁出现，围岩失稳问题愈发突出。传统支护技术在应对复杂地质条件方面效果有限，且施工效率和成本管理仍存在挑战。因此，本文探讨煤矿巷道掘进与支护技术现状，分析分次支护技术的应用效果，以提高巷道稳定性、降低成本、确保施工安全。
1掘进支护技术存在的问题
当前煤矿巷道掘进与支护技术仍面临以下问题，这些问题不仅影响施工安全与稳定，也限制了生产效率提升。
1.1缺乏安全技术
部分企业对安全技术的重视不足，设备维护更新不及时，增加了安全风险。同时，作业人员安全意识和技术水平参差不齐，操作不规范，导致巷道坍塌和设备故障。此外，支护设计不合理、执行不严格，削弱了支护系统的效果，难以保障巷道稳定性。
1.2复杂的地质构造
掘进常遇复杂地质条件，如断层、软弱地质带和含水层，导致围岩稳定性难以控制。支护技术在面对围岩承载力弱、地下水渗流等情况下，常表现不足，容易引发支护失效和巷道坍塌。
1.3不科学的掘进施工技术
传统施工技术未充分考虑地质条件和支护时机，导致巷道稳定性不够。过快的掘进速度与支护跟进不匹配，导致围岩暴露过长，增加坍塌风险。此外，一些施工单位为追求效率，忽视了支护设计和分次支护，增加了巷道失稳的可能性，亟需改进施工技术。
2煤矿巷道掘进与支护技术的应用
随着技术进步，掘进与支护技术在安全、效率与成本管理上均有重要作用。以下分析几种技术的适用性和效果。
2.1全螺纹锚杆支护技术的应用
全螺纹锚杆通过锚固围岩，增强围岩的自稳能力，减少变形，确保巷道稳定。其特点是安装便捷、施工周期短、支护强度高，适用于坚硬围岩条件。应用实例表明，在软弱围岩中，合理配置锚杆可有效提高承载力，但在复杂地质条件下仍需结合喷浆等其他支护方式。
2.2连续采煤机掘进技术在大断面煤巷中的应用
连续采煤机掘进技术以高效的连续操作实现快速掘进和良好的巷道成型，减少人工操作，提高效率，降低施工成本。其粉尘量小，施工环境较好，但在软岩和断层地区适应性较差，需结合支护技术进行处理。
2.3综合机械化掘进技术在煤巷中的应用
综合机械化掘进技术集成多种设备，能够实现连续自动化施工，适应不同地质条件，尤其在软岩和破碎带表现出较强适应性。该技术提高了掘进效率，减少坍塌风险，且可配合自动监控系统实时监测，但设备投入成本较高。
2.4 U型钢支护技术的应用
U型钢支护以其高承载力和抗压性，适用于高压巷道。其结构刚度大，能够均匀分布围岩压力，防止变形和坍塌，但刚性较大，可能限制巷道变形适应性，长期使用中需定期维护以防锈蚀。
3应用效果评价
3.1工程概况
山西平朔井工一矿地质条件复杂，巷道掘进区域存在明显的断层、软弱带及岩层节理发育现象，且围岩强度较低，巷道稳定性面临较大挑战。该煤矿19114工作面位于9煤太西采区南部，北侧和西部为采空区，东侧为大巷煤柱。
3.2分次支护时间分析
在19114工作面主运巷的实际测量中，随机选取了测量剖面，并在距离掘进面50厘米的顶板中部及两侧布置了监测点。结果表明，未开挖时，巷道顶板的位移量为3.72mm，两侧的位移量为1.65mm。当掘进距离达到60m时，顶板和两侧围岩的变形逐渐趋于稳定，顶板的最大位移量达到14.50mm，两侧最大位移量为6.20mm。在掘进过程中，通过实时监控发现，顶板的最大变形速率为3.76mm/天，两侧的最大变形速率为2.60mm/天。这表明在掘进过程中，巷道围岩存在明显的变形，且变形速率较高，需要及时进行分次支护，以防止过大的围岩变形引发安全问题。巷道围岩具体变形情况如图1所示。
图1巷道围岩具体变形情况
通过对围岩的变形情况进行实时监控，发现围岩在掘进过程中不同区域的变形速率存在显著差异。具体来说，在距掘进面0～12m的区域进行第1次支护时，顶板和两侧围岩的变形速率较大，因此首次支护的主要目的是确保巷道的基本稳定性，避免早期变形导致的结构失稳。第二次支护安排在距掘进面20～30m的区域，主要针对巷道侧帮的剩余锚固部分进行修补和加强。此时，围岩变形速率有所减缓，但仍需要额外支护来进一步巩固巷道结构。第3次支护则在距掘进面50～60m处进行，采用锚杆支护技术，确保巷道的长期稳定性。在这一阶段，围岩的变形基本趋于稳定，通过合理安排锚杆支护，可以有效减少支护周期，加快施工进度，进而实现巷道的快速掘进。
3.3监控成果与分析
3.3.1围岩变形监测
在试验段1中，采用连续作业法进行巷道掘进和支护，顶板围岩最大位移量为14.85mm，两帮最大位移为6.67mm。支护方式为常规布置锚杆，先完成一次循环后再布置锚杆。试验段2采用分次支护方法，掘进过程中先进行一次循环，然后从外向内布置锚杆，先支护顶板，随后支护帮部，最后在顶板布置锚索，补强锚索滞后工作面迎头50m后支护。分次支护允许围岩在初期发生一定的变形，确保有足够的安全空间。对比两种方法可知，分次支护使围岩变形量更为稳定，尤其在距开挖面45m处，顶板和两帮的最大变形量分别增加了2.83mm和1.89mm。分次支护允许围岩初期变形，减少了整体变形约束，而常规支护限制围岩变形，容易导致较大位移。
3.3.2巷道锚杆受力状态监测
通过对1号和2号锚杆的轴向位移监测发现，在0～45m范围内，随着锚杆数量的增加，承受的荷载也逐步增加。传统支护方式下，锚杆的最大荷载为39.25kN，在43m处受力趋于稳定。采用分次支护时，锚索的最大荷载为41.50kN，在48m处保持稳定。两种支护方式下的锚索应力分布规律相似，但分次支护下锚索承受的荷载更大，这是由于分次支护过程中锚索受到更高应力的影响。
3.4分次支护经济效益分析
通过对试验段1、2的围岩变形和锚杆（锚索）应力观测，结果表明，分次支护不仅能够有效确保巷道的稳定性，而且相较于原有支护方式，具有明显的优势。使用原有支护方式时，日掘进进度为8.2m，工作周期正常率为90%，月进尺为221.4m。而采用分次支护方式后，日掘进进度提高至11.5m，工作周期正常率达到95%，月进尺增至310.5m，掘进速度提升了40.2%。
具体对比分析表明，分次支护能够加快施工进度，提高煤巷掘进效率，同时保证安全和稳定。以下为两种支护方式的具体对比：
原方案：顶板使用Φ22 mm × 2400 mm的锚杆，帮部使用Φ18 mm × 1700 mm的锚杆，顶板采用Φ21.8 mm × 103000 mm的锚索。单排锚杆数量分别为6个，锚杆支护共9排；锚索支护3排，数量6个；间排距离分别为1000 mm × 1000 mm、2000 mm × 3000 mm。
新方案：在分次支护下，第一次支护使用Φ22 mm × 2400 mm的锚杆，数量为6个；支护的帮部使用Φ18 mm × 1700 mm的锚杆，共6个，锚杆支护11排；第二次支护的顶板Φ21.8 mm × 103000 mm的锚索9排，39个。
通过优化后的分次支护方案，不仅提升了施工效率，还减少了施工周期中的停工时间，实现了更大的经济效益。
4结语
本研究通过分析煤矿巷道掘进与支护技术，验证了分次支护在提高巷道稳定性和施工效率方面的优势。相比传统支护方式，分次支护技术有效控制了围岩变形，确保安全的同时提高了掘进效率。数据显示，原支护方式的月进尺为221.4米，而分次支护后提升至310.5m，效率提高了40.2%。此外，分次支护优化了支护时机，减少了停工时间，工作周期正常率由90%提升至95%。该技术还具备经济效益，通过合理安排支护，减少了材料浪费和维护成本。分次支护在复杂地质条件下表现良好，具有广泛应用前景。
参考文献
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作者简历：高生祥（1971•3——），男，山西省大同市阳高县人，2022年3月毕业于中央广播电视中等专业学校采矿技术专业，现就职于中煤平朔集团公司，从事安全检查工作。