煤礦采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

趙壽

摘 要：在煤礦開采過程中，巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)非常重要，是保證煤礦開采安全、穩(wěn)定、高效的重要因素。隨著現(xiàn)代煤礦開采的發(fā)展，巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)也得以不斷進(jìn)步創(chuàng)新，并被廣泛應(yīng)用在巷道掘進(jìn)和支護(hù)工作中，對保障開采安全、提高采礦效率做出了巨大貢獻(xiàn)。本文簡單介紹煤礦開采過程中的巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)，分析其對煤礦采礦工程的重要意義，并就巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道；掘進(jìn)技術(shù)；支護(hù)技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.088

煤礦巷道是開采過程中的重要開采及運(yùn)輸通道，同時(shí)也是保證煤礦開采安全及高效的關(guān)鍵。一旦煤礦巷道出現(xiàn)問題，那么會對整個(gè)煤礦開采作業(yè)造成嚴(yán)重影響，輕則影響開采作業(yè)的正常進(jìn)行，造成經(jīng)濟(jì)損失；重則危及作業(yè)人員人身安全，造成安全事故。因此，加強(qiáng)對煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的研究及應(yīng)用很有必要。

1 煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)

在開采煤礦之前，需要開鑿一定數(shù)量的巷道來抵達(dá)煤層，同時(shí)為煤礦運(yùn)輸提供穩(wěn)定的運(yùn)輸通道。煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)，就是針對煤礦巷道的挖掘和支護(hù)提供支持的技術(shù)。一般來說，其分為掘進(jìn)和支護(hù)兩個(gè)部分。

1.1 煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)

掘進(jìn)部分包括了對煤礦巷道的破落、裝運(yùn)等工序，是挖掘煤礦巷道的基礎(chǔ)。就目前來說，我國主要有三種煤礦巷道挖掘技術(shù)。第一種是綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)，即通過利用各種機(jī)械化的設(shè)備來掘進(jìn)，該掘進(jìn)技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)完善，可以廣泛應(yīng)用在煤巷、半煤巖巷、全巖巷等不同巖巷的掘進(jìn)工作之中。第二種是多巷掘進(jìn)和交叉換位掘進(jìn)技術(shù)，即利用連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆車等實(shí)現(xiàn)多巷同時(shí)掘進(jìn)或者掘進(jìn)與支護(hù)同時(shí)作業(yè)。

1.2 煤礦巷道支護(hù)技術(shù)

當(dāng)煤礦巷道的掘進(jìn)出現(xiàn)圍巖不穩(wěn)等影響巷道穩(wěn)定和安全的問題時(shí)，需要采取相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)來支撐整個(gè)巷道，從而防止巷道圍巖遭到破壞，保障巷道的安全及穩(wěn)定。就目前來說，我國煤礦巷道支護(hù)方式主要有砌碴支護(hù)、棚式支護(hù)、錨噴支護(hù)，注漿加固和復(fù)合支護(hù)等形式。而在煤礦巷道支護(hù)技術(shù)方面，由于我國煤礦巷道中軟巖占比極高，因此主要是針對軟巖巷道采取錨桿支護(hù)技術(shù)。

2 煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)對采礦工程的重要性

不管是掘進(jìn)還是支護(hù)，其目的均在與保障煤礦巷道的安全與穩(wěn)定，并為煤礦開采作業(yè)提供高效、穩(wěn)定的運(yùn)輸通道，確保開采效率的同時(shí)，防止安全事故的發(fā)生。不過，要想實(shí)現(xiàn)這一目的非常困難。首先，地下環(huán)境較為復(fù)雜，在掘進(jìn)時(shí)必須要依靠合理的掘進(jìn)技術(shù)來保障掘進(jìn)效率和質(zhì)量。其次，煤礦巷道中存在大量軟巖，這些軟巖會嚴(yán)重威脅巷道的穩(wěn)定與安全，需要利用錨桿支護(hù)等支護(hù)技術(shù)來對巷道進(jìn)行有效支護(hù)，從而防止巷道發(fā)生崩坍、破壞等問題。因此，煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)是采礦工程中必不可少的重要技術(shù)，不但可以保障煤礦巷道的安全穩(wěn)定，從而確保采礦作業(yè)的正常進(jìn)行。

3 煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)在煤巷中的應(yīng)用

煤層巷道的掘進(jìn)多應(yīng)用綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)。其中，懸臂式掘進(jìn)機(jī)是最基礎(chǔ)也最重要的設(shè)備，其它設(shè)備還包括轉(zhuǎn)載機(jī)、錨桿鉆機(jī)等。在該技術(shù)下，掘進(jìn)機(jī)性能越好，那么掘進(jìn)工作效率就越高。很長一段時(shí)間一來，我國煤層巷道的掘進(jìn)都存在掘進(jìn)機(jī)性能遠(yuǎn)超掘進(jìn)需求的情況，造成嚴(yán)重浪費(fèi)。為此我國自主研發(fā)了適合我國煤巷的懸臂式掘進(jìn)機(jī)，在保證作業(yè)效率的同時(shí)，避免了不必要的浪費(fèi)。

3.2 連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)在大斷面煤巷的應(yīng)用

大斷面煤巷由于其特殊性，需要利用連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行挖掘，同時(shí)針對其中的各個(gè)流程加以優(yōu)化，從而保證掘進(jìn)施工的有效性和安全性。連續(xù)采煤機(jī)本身具有極大的截割寬度，從而能夠?qū)⒓?、裝運(yùn)和運(yùn)走等工作合為一體，避免了常規(guī)掘進(jìn)作業(yè)中的繁瑣工序，從而可以有效減少大斷面對掘進(jìn)工作的影響。在大斷面煤巷中應(yīng)用連續(xù)采煤機(jī)挖掘技術(shù)時(shí)，可以采取分層掘進(jìn)，上下層分層作業(yè)的方法來優(yōu)化施工流程，并通過畫弧的方式來找出大圓半徑，以保證巷道成型。另外，對絞車提升和碴石運(yùn)輸同時(shí)進(jìn)行，可以有效節(jié)省大量時(shí)間，起到提高運(yùn)輸效率的作用。

3.3 錨注支護(hù)技術(shù)在軟巖動壓巷道的應(yīng)用

在軟巖動壓巷道中，可以在錨桿支護(hù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合注漿鞏固技術(shù)，從而形成全新的錨注支護(hù)技術(shù)。錨注支護(hù)技術(shù)將錨桿支護(hù)與注漿加固的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，能夠通過注漿來提高軟巖的整體強(qiáng)度，防止軟巖出現(xiàn)破碎等情況。然后，錨噴支護(hù)技術(shù)使得整個(gè)巖壁更加密實(shí)，從而防止錨桿的作用力全都集中在某一個(gè)點(diǎn)上而導(dǎo)致巖壁發(fā)生破壞。

3.4 全螺紋錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

全螺紋錨桿支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵在于使用了全螺紋錨桿，從而有效改善錨桿支護(hù)技術(shù)中存在的問題。全螺紋錨桿與普通錨桿的最大區(qū)別在于其不需要二次加工緊固螺紋。這樣一來，全螺紋錨桿就有效避免了普通螺桿存在的桿體各部分強(qiáng)度不等問題，沒有薄弱截面。那么當(dāng)全螺紋錨桿在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，就不會出現(xiàn)因側(cè)壓力的集中應(yīng)力而導(dǎo)致薄弱截面斷裂的情況。另外，全螺紋錨桿的生產(chǎn)成本較低，能夠廣泛應(yīng)用在各類巷道之中，更能根據(jù)巷道實(shí)際情況進(jìn)行截取，在節(jié)約了巷道支護(hù)成本的同時(shí)，簡化了巷道支護(hù)工序，提高了巷道支護(hù)質(zhì)量。

3.5 沿空掘巷錨桿支護(hù)技術(shù)在深井全煤巷道的應(yīng)用

深井全煤巷道由于有著采深大的特點(diǎn)，故而常規(guī)錨桿支護(hù)技術(shù)難以滿足其需求，無法對巷道進(jìn)行有效支撐。因此，需要根據(jù)深井全煤巷道的實(shí)際情況，對錨桿支護(hù)技術(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化。其中最為重要的是確定并設(shè)計(jì)錨桿的預(yù)應(yīng)力，以滿足高采深下的巨大應(yīng)力要求。同時(shí)，采深過大也會導(dǎo)致圍巖受到的錨桿力增加，從而容易出現(xiàn)圍巖破壞的情況，需要合理使用鋼帶、金屬網(wǎng)等構(gòu)件來緩解圍巖受到的集中應(yīng)力，防止圍巖受力過大而產(chǎn)生破壞。

4 結(jié)束語

相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)當(dāng)積極研究巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)，并在研究和實(shí)踐中不斷對其進(jìn)行完善，促進(jìn)我國采礦事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

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