引言

煤矿采掘是一项复杂而危险的工程活动，而巷道布置与支护技术是保障矿工安全和提高采矿效率的关键。随着煤矿开采深度加大和煤矿地质条件的复杂化，传统的巷道布置与支护技术已经不能满足现代煤矿采掘的需求，因此，研究和改进巷道布置与支护技术具有重要意义。本文旨在通过对煤矿采掘中常见的巷道布置方式和支护技术进行分析和研究，从而探讨其在应用中的问题，并提出改进和优化措施，以期为煤矿采掘提供更加安全、高效的技术支持。

1巷道布置

1.1巷道布置基本原则

①安全性。在煤矿开采过程中需要非常重视安全性原则，因此在布置巷道的时候要优先考虑安全要求。在布置之前，工作人员需要全面了解煤矿的地质条件和水文条件等，并根据具体情况针对性的选择安全防护措施，例如，落实支护加固措施和排水措施等，控制地质矿压，解除水涌问题等，提高生产过程的安全性。②经济性。由于煤矿开采工作具有长期性的特点，就需要投入较多的人力资源和资金等，因此在巷道布置过程中需要重视其经济性原则。例如，需要科学排布巷道，合理缩减巷道的长度，避免在支护工作方面投入过多的资金，同时还要避免浪费工程材料。③合理性。布置巷道的过程中坚持合理性原则，通过合理增加采煤量和采煤速度，提高整体增产效率。通过合理布置巷道，明确巷道的长度和采区界限等，提高支顶和采空区设置的合理性，有利于高效地完成采煤工作。

1.2多煤层开采巷道布置

很多煤矿的煤层较多，为了顺利完成开采工作，需要设计科学的开采方案，合理布置回采巷道。设计人员需要明确相邻煤层的距离，以此合理选择巷道的部位[1]。如果距离超过35m，很容易发生互相干扰问题，可以对上下层的巷道进行重新设计；当上、下两层的距离小于35m时，在进行上、下两层的巷道布局时，要将上、下两层的隧道相互间的关系进行全面的考量，比如，上一层的压力会转移到下一层的巷道，从而导致下层的巷道出现变形，因此增加后续维护工作量。为了避免上述问题，为减轻下部巷道所承担的应力，应在横向上进行分层的回采巷间间距的设置。要考虑到煤层的埋深及上、下的间距，合理选择断层间距。

在近距离煤层开采过程中，需要综合考虑以下几个方面：①需要详细地分析煤矿下层的顶板受力情况，并采取合适的措施，避免发生顶板帽掉落的问题。利用这种方式可以保障采煤过程的安全性和稳定性。②布置巷道的时候利用重叠式方式，在煤层安装顶板，发挥出防护作用。主要是在上下煤层回采巷道中设置顶板，有利于保障整体开采效率。在开采近距离煤层的时候，需要因地制宜地选择巷道布置方式，保障布置结果的精准性。③优化设计巷道面，可以保证煤炭开采的高品质与高效率。要根据巷道的具体条件，对工作方式进行适当的选取，可以采用金属制成的可伸缩式支架，安装支架后能够起到支撑的效果。在开采过程中会逐渐扩大开采面，不仅可以提高开采效率，同时可以减少问题的发生，从而高质量地完成工作任务。

2煤矿采掘中巷道布置与支护技术的应用

2.1薄煤层巷道布置

薄煤层巷道布置的技术要点如下：①巷道尺寸。巷道的尺寸需要平衡安全性和效率性，由于薄煤层自身的特性，其巷道宽度和高度应根据设备的尺寸、通行要求和支护要求等进行合理选择，还要考虑煤层的侧压力以及巷道围岩的稳定性。②支护方式。薄煤层巷道常见的支护方式包括钢架支护、锚杆支护、喷锚支护。选择支护方式应综合考虑煤层的岩性、节理发育情况和地质应力，并确保支护系统能够提供足够的刚度和强度。③巷道交叉和联络。薄煤层巷道的交叉和联络设计对于提高生产效率和人员转移十分重要。合理设计交叉和联络巷道，可以缩短煤层开采过程中的转运距离，提升工作面的连续开采能力，并能更好地应对突发事件。④要设置合适的监测和报警设备，及时监测瓦斯浓度、温度、湿度和其他各项安全指标。

2.2残煤开采巷道布置

在煤矿开采中，残煤是指煤层中剩余的、未被完全开采的煤炭。为提高煤炭的采收率和资源利用率，必须重视巷道布置方式，主要包括以下5种方式：①平行巷道法。这种布置方式是最常见的残煤开采方式，根据煤层的倾角和剩余煤体的形状，确定平行于主巷道的残煤开采巷道，并通过多次巷道的开采逐步回采残煤。②剖面巷道法。针对煤层倾角较大或者残煤矿体形状较窄的情况，可选择剖面巷道法，将主巷道划分为若干剖面，并在每个剖面上开设巷道进行残煤的开采。③放射巷道法。针对煤层倾角较大且残煤矿体形状呈放射状的情况，可选择放射巷道法，从主巷道出发，向不同方向延伸出多条放射状巷道，通过多个巷道的开采回采残煤。④环形巷道法。针对残煤矿体以环形或半环形分布的情况，可选择环形巷道法，在主巷道附近环绕煤体开设环形巷道，并从环形巷道中开采残煤。⑤进退式巷道法。针对残煤矿体呈楔形的情况，可选择进退式巷道法，从主巷道中进入矿体内部，并开挖小巷道进行残煤的回采，最终从小巷道中退回到主巷道。总体而言，巷道布置方式的选择要根据具体的矿层地质条件、剩余煤体的形状和大小、安全性等因素进行综合考虑，以期达到最优结果。

2.3支护材料

在煤矿采掘中，选择适当的支护材料对于巷道和采煤工作面稳定性至关重要。支护材料种类包括钢材、混凝土、木材、塑料和合成材料等。钢材是常用的支护材料，它具有强度高、耐腐蚀和易加工等优点，适用于对巷道和工作面进行加固和支撑。混凝土具有耐磨损、耐腐蚀和抗压强度高等特点，适用于对巷道进行衬砌和支护。木材作为传统的支护材料，具有质轻、易加工和成本低等优点，适用于对临时性巷道和工作面进行支护。塑料和合成材料具有耐腐蚀、耐磨损和成本低等特点，适用于对特殊地质条件和环境的支护。在煤矿采掘中，选择适当的支护材料要考虑地质条件、工程要求和经济成本等因素。钢材适用于对巷道和工作面进行永久性支护和加固，具有较高安全性和稳定性，但成本较高。混凝土适用于对巷道进行永久性衬砌和支护，具有较好耐久性和耐腐蚀性，但施工周期长。木材适用于对临时性巷道和工作面进行支护，成本较低但稳定性较差。塑料和合成材料适用于对特殊地质条件和环境的支护，具有良好耐腐蚀性和耐磨损性，但承载能力有限。选择适当支护材料对于煤矿采掘工程安全和稳定至关重要。

结束语

随着科学技术的进步，新材料、智能设备和先进技术将被广泛应用于巷道工程，以提升矿井的生产效率和工作环境。自动化掘进设备、无人驾驶技术和智能监测系统的引入将减少人员安全风险和提高作业效率。环保支护材料和绿色施工技术的发展将降低对环境的影响。未来的巷道掘进和支护技术也将为煤矿开采提供更可靠的安全保障，同时促进矿井的可持续发展。

参考文献

[1]刘峰.煤矿开采工程巷道掘进和支护技术[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(13):159-161.

[2]郭晓辉.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术措施研究[J].当代化工研究,2022(7):108-110.

[3]杨海峰．挖金湾煤矿煤柱工作面巷道布置及支护技术应用研究［J］．山东煤炭科技，2020(01):13－15+18+21．