采礦工程巷道掘進與支護應(yīng)用

石瀚

摘 要： 在煤礦開采過程中，巷道掘進和支護施工作為非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。由于煤礦開采作業(yè)環(huán)境較為惡劣，一旦掘進速度過快或是支護不合理，則會導(dǎo)致巷道坍塌，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此在煤礦開采過程中，需要把控好巷道掘進和支護施工技術(shù)，并進一步對施工工藝進行優(yōu)化，以此來保證巷道的安全、有序開展。

關(guān)鍵詞： 煤礦；巷道；掘進施工；支護技術(shù)

煤礦生產(chǎn)過程中，巷道掘進和支護是較為復(fù)雜的工作，其對煤礦開采具有非常重要的影響。因此需要在思想上給予充分的重視，在具體施工過程中，需要把握好掘進施工的進度，采用適宜的掘進設(shè)備和合理的支護技術(shù)，以此來保證掘進工作的順利開展，為煤礦開采的安全起到重要的保障。

1巷道掘進施工

在巷道掘進施工過程中，需要針對巷道斷面形狀和尺寸、巷道掘進方向及巷道施工方法進行綜合考慮。當(dāng)前我國煤礦巷道斷面多以梯形、矩形和拱形為主，由巷道的用途來決定巷道斷面的尺寸。為了實現(xiàn)巷道的定向掘進，需要對眼位位置進行確定，而且在鉆眼施工開始之前，需要將巷道中線和腰線引入到掘進施工的工作面，從而實現(xiàn)對周邊眼和輔助眼的位置的準(zhǔn)確定位，并在工作面上進行標(biāo)注。巷道掘進施工要以巷道的中心線和腰線進行，確保巷道斷面尺寸和規(guī)格要與巷道的坡度和方向相符。由于巷道掘進過程中會對巷道中的巖石進行破壞，而且形成的空間還要與設(shè)計要求相符，因此要選擇正確的巷道施工方法，并對其進行有效支持，以此來保證巷道的穩(wěn)固性和安全性。當(dāng)前有巷道掘進技術(shù)大致可以歸納為以下三種：

1.1 綜合機械化掘進技術(shù)

在綜合機械化掘進技術(shù)中，主要是利用綜合掘進機設(shè)備和供電通風(fēng)除塵設(shè)備儀器來完成破煤、裝煤及轉(zhuǎn)載運輸、支護等工作。在實際施工中以懸臂式掘進機為主要施工設(shè)備，其可以連續(xù)進行掘進，而且施工過程中具有較強的安全性和穩(wěn)定性，能夠大幅度提高掘進速度。特別是近年來科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，最先進的巷道掘進機可以適用于各種巷道掘進施工，具有機身小巧、穩(wěn)定的特點，而且在使用時能夠自動對故障及工礦進行檢測。

1.2 連續(xù)采煤技術(shù)

主要是運用連續(xù)采煤機，其集挖掘、采集、裝備和運輸于一體，適宜在大寬度煤層掘進工程中進行應(yīng)用。在應(yīng)用連續(xù)采煤技術(shù)過程中，主要是依托于采掘運輸和錨桿劫掠來有效的提高掘進速度。相較于懸掛式掘進機，連續(xù)采煤設(shè)備掘進速度更快，采煤過程系統(tǒng)化和自動化程度更高。針對于運輸方式的不同，連續(xù)采煤機可以分為間斷式運輸和連續(xù)運輸，但在實際應(yīng)用過程 ，連續(xù)采煤設(shè)備對使用環(huán)境具有較高的要求，只適宜在大面積煤層的多巷和雙巷中進行應(yīng)用，單巷掘進中無法應(yīng)用。

1.3 掘錨設(shè)備一體化技術(shù)

巷道掘進和巷道支護是煤炭開采巷道掘進工作的兩個主要方面。掘錨一體機就是一種將這兩項工作有機統(tǒng)一起來的設(shè)備。掘錨設(shè)備一體化技術(shù)是我國自主創(chuàng)新的項目，能夠系統(tǒng)合理的進行巷道掘進和錨桿支護工作，是提高掘進速度和增強支護換位水平的有效途徑和手段。目前掘錨一體化設(shè)備主要分為兩類，一類是用掘進和支護作業(yè)同時進行的方式，即同一掘進循環(huán)中，掘錨機整體不行走，割煤滾筒和運輸機向前進行煤層開采的同時，錨桿鉆機同時跟進開始進行打眼支護；一類是先割煤后進行錨固支護的方式，即截割工作進行時，錨桿鉆機不前進而是在頂板側(cè)幫進行打眼支護。掘錨一體機創(chuàng)新了采掘流程和工序，極大的解放了勞動力，提高了掘進工作的可靠性和安全性。

2巷道支護技術(shù)

巷道支護施工是確保煤礦安全生產(chǎn)的重要前提，因此需要加大對煤礦支護技術(shù)的研究力度，但更需要重視支護技術(shù)在煤礦巷道掘進作業(yè)中的應(yīng)用。這樣才能從理論上來正確解讀和預(yù)測煤礦巖層和實際情況，并有效的指導(dǎo)支護工作的開展。

對于采用何種煤礦巷道支護形式，則需要支護工作和圍巖的關(guān)系來確定。由于支護工作通過作用力和作用方向會對圍巖帶來較大的影響。當(dāng)前巷道支護形式主要以支護力作用在圍巖外層、支護力在圍巖的內(nèi)外層同時起作用（即對圍巖形成從內(nèi)到外的整體支護作用）、改變圍巖的力學(xué)性質(zhì)來加強圍巖的強度、改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)來影響圍巖的強度。當(dāng)前煤礦井下掘進作業(yè)過程中，所采用的巷道支護技術(shù)具有種類多樣的特點，主要以下面幾種較為常用：

2.1 錨桿支護技術(shù)

錨桿支護技術(shù)是比較常用的支護技術(shù)，這一技術(shù)能夠有效改善煤礦巷道的布置方式，從而能有效提升煤炭產(chǎn)量和綜合性效益。錨桿支護技術(shù)主要是通過利用支護構(gòu)件錨桿托板及錨固劑等發(fā)揮作用的。錨桿是比較重要的構(gòu)件，在施加適當(dāng)扭矩螺母基礎(chǔ)上讓巷道表面受到托板緊壓，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，能夠有效遏制圍巖節(jié)理裂隙張開。錨桿支護技術(shù)具有很強的整體性，涉及到地質(zhì)勘查、方案設(shè)計、作業(yè)機械選擇和施工質(zhì)量評估等方面。做好地質(zhì)勘查，針對圍巖的應(yīng)力、地貌，為支護設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。針對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合已有的施工經(jīng)驗，設(shè)計合理的施工方案。完成錨桿支護施工后要進行嚴(yán)格的質(zhì)量評估，確保安全穩(wěn)定。

2.2 砌碹支護技術(shù)

砌碹支護技術(shù)的應(yīng)用原理主要是能夠?qū)鷰r的表面起到作用，并在一些位置比較特殊的巷道中應(yīng)用相對比較多，這一技術(shù)應(yīng)用比較方便，但成本很高。這一技術(shù)對支護材料質(zhì)量也有相應(yīng)要求，水泥主要采用普通水泥，在抗壓強度要求上要能夠達到11.8MPa、礦石砂的直徑小于15mm、混凝土是石子粒直徑小于20mm、砌墻料石垂直縫要錯開等，從這些層面就能夠看出，在實際掘進作業(yè)中會受到一定局限。

2.3 棚式支護技術(shù)

這一技術(shù)在煤礦井下掘進中的應(yīng)用和鐵路公路隧道中的施工應(yīng)用有很大不同，煤礦井下棚式支護技術(shù)要能夠進行保護巖柱厚度計算及設(shè)計施工管棚工作室、布置孔位、測量放線等。煤礦巷道當(dāng)中的棚式支護技術(shù)的使用材料主要以金屬為主，在制作及安裝上相對比較方便。

3結(jié)束語

在煤礦開采作業(yè)過程中，巷道掘進和支護施工是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系到煤炭的開采工作，因此要不斷的提高巷道掘進技術(shù)和支護技術(shù)水平，以此為保證煤礦開采作業(yè)的安全。在井下巷道掘進和支護施工過程中，地質(zhì)構(gòu)造和施工技術(shù)水平作為影響施工質(zhì)量的重要因素。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好的情況下，巷道掘進速度較快，支護質(zhì)量也較好。在當(dāng)前巷道施工過程中，主要以爆破法與錨噴支護相結(jié)合，這其中爆破法對炮眼定位及裝藥量具有較高的要求，一旦施工技術(shù)水平達不到，則會影響掘進和支護施工的質(zhì)量。因此在煤礦巷道掘進和支護作業(yè)過程中，需要加強裝備水平的提升，提長掘進和支護施工的機械化水平，并與煤礦實際情況相結(jié)合，采用科學(xué)的施工方法，確保巷道施工的效率及安全，為煤礦企業(yè)開采工作的安全、高效實施打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

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