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

趙志安

陜西美鑫礦業(yè)有限公司冶坪煤礦 陜西銅川 727000

為了確保采礦工程的巷道施工安全，控制工程施工質(zhì)量，以及巷道長(zhǎng)期穩(wěn)定性，工程過(guò)程中要根據(jù)巷道的實(shí)際情況和圍巖特性科學(xué)的進(jìn)行巷道掘進(jìn)，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工，并且做好掘進(jìn)支護(hù)工作，保障采礦工程施工的安全穩(wěn)定性，從而提高巷道掘進(jìn)的效率和質(zhì)量。

1 煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)中的影響因素

1.1 巷道圍巖強(qiáng)度因素

巷道的穩(wěn)定性與圍巖強(qiáng)度息息相關(guān)，為了可以形成對(duì)巷道的良好支護(hù)和支撐，需要經(jīng)過(guò)勘察并結(jié)合圍巖強(qiáng)度進(jìn)行支護(hù)技術(shù)的合理采用[1]。如果圍巖強(qiáng)度可以在錨桿支撐下，實(shí)現(xiàn)了自身強(qiáng)度的提高，那么可以進(jìn)一步加大保護(hù)支撐力。圍巖勘察的過(guò)程中，主要針對(duì)地質(zhì)應(yīng)力的承載能力進(jìn)行了解和分析。承載能力的高低與頂板位移的大小有著直接關(guān)系，承載性能強(qiáng)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)應(yīng)力增加的情況下，會(huì)降低頂板位移的大小，發(fā)揮相應(yīng)的保護(hù)和支撐效應(yīng)。所以，采礦項(xiàng)目中的巷道掘進(jìn)施工中，需要關(guān)注圍巖強(qiáng)度提高支護(hù)有效性和掘進(jìn)安全性。

1.2 地應(yīng)力因素

煤炭采礦工程中，地應(yīng)力是具有較大安全影響的。其表現(xiàn)在會(huì)增加巖體位移、支撐物變形失效、煤層壓松等方面，甚至還會(huì)造成巖層斷裂、工程坍塌。為了有效解決這一隱患，確保采礦工程的順利進(jìn)行，具體的巷道掘進(jìn)與支護(hù)時(shí)，務(wù)必全面有效的采取技術(shù)方案對(duì)作業(yè)面形成支撐體系，與此同時(shí)，科學(xué)處理采空區(qū)，以促進(jìn)采礦作業(yè)的安全進(jìn)行。

1.3 巷道斷面尺寸及形狀因素

采礦作業(yè)的巷道掘進(jìn)中，巷道圍巖應(yīng)力的優(yōu)化和保護(hù)支撐是必不可少的，這就會(huì)造成斷面出現(xiàn)應(yīng)力不均的現(xiàn)象，為了可以使應(yīng)力得到分散，應(yīng)當(dāng)在實(shí)際過(guò)程中嚴(yán)格控制巷道斷面的形狀和尺寸。

2 煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 做好地質(zhì)勘探工作

在礦山巷道掘進(jìn)時(shí)，為了避免地質(zhì)構(gòu)造及其環(huán)境影響到施工作業(yè)，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的勘探工作要引起重視，通過(guò)利用合理安排以及科學(xué)運(yùn)用地質(zhì)勘探技術(shù)提升地質(zhì)構(gòu)造勘探的質(zhì)量和效率。當(dāng)前，我國(guó)在地質(zhì)構(gòu)造勘察方面的技術(shù)能力還有待提高，在針對(duì)巷道地質(zhì)構(gòu)造實(shí)施勘探檢查過(guò)程中可以采用三維地震綜合勘探技術(shù)，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)實(shí)狀況和實(shí)際采礦工程情況，在采區(qū)設(shè)計(jì)前進(jìn)行三維地震綜合勘探，從而確保后期掘進(jìn)過(guò)程更加安全。

2.2 控制瓦斯，做好瓦斯排放工作

巷道掘進(jìn)時(shí)，不但要對(duì)支護(hù)問(wèn)題進(jìn)行考慮，還要綜合分析掘進(jìn)環(huán)境是否安全穩(wěn)定，掘進(jìn)的過(guò)程中，產(chǎn)生許多瓦斯是必然的，其屬于一類易燃性氣體，假如瓦斯含量較多、濃度較高，容易發(fā)生爆炸事件。掘進(jìn)的過(guò)程中，相關(guān)工作者需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)巷道空氣中的瓦斯含量和濃度，如果濃度達(dá)到一定值，需要及時(shí)予以排放。

2.3 做好通風(fēng)防塵工作

掘進(jìn)過(guò)程中，空氣中會(huì)漂浮著煙塵粉末，并其還會(huì)存在危害性氣體，例如瓦斯和CO2等，對(duì)灰塵和危害性氣體也要予以及時(shí)的排除，避免巷道掘進(jìn)工作者的人身健康和安全受到危害[2]。通常來(lái)講，較為有效的手段是通風(fēng)防塵，巷道安全管理中應(yīng)當(dāng)安裝內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)分為兩部分，設(shè)備通風(fēng)以及自然風(fēng)，在設(shè)計(jì)安裝中要準(zhǔn)確定位兩者的位置，促使內(nèi)部風(fēng)壓以及需風(fēng)量達(dá)到巷道施工要求，通風(fēng)機(jī)在其中要配合輔助通風(fēng)系統(tǒng)，盡可能多的排除灰塵和有害氣體。針對(duì)灰塵，工作人員可以利用除塵器對(duì)灰塵進(jìn)行吸收，降低空氣中的灰塵量，并且工作人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)巷道內(nèi)部的溫濕度加以關(guān)注和控制。

3 煤炭采礦工程巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 錨索支護(hù)技術(shù)

礦山掘進(jìn)施工過(guò)程中，面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)情況，一般都采用軟巖的巷道支護(hù)技術(shù)。軟巖這一巖石結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)變形性和較差穩(wěn)定性，松脆或風(fēng)化的幾率很高，在掘進(jìn)施工中如果遭遇軟巖情況，那么巷道需要采取必要且有效的支護(hù)措施。國(guó)際層面對(duì)于巷道支護(hù)的研究中，提出過(guò)許多方法，然而卻無(wú)法滿足高應(yīng)力狀況下軟巖巷道支護(hù)的需求，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)運(yùn)用的錨索支護(hù)技術(shù)，能夠較好的對(duì)圍巖進(jìn)行控制，增強(qiáng)圍巖的安全可靠性，得到了廣泛應(yīng)用和推廣。

3.2 錨桿支護(hù)和錨注支護(hù)技術(shù)

針對(duì)軟巖這一在掘進(jìn)施工中常見的圍巖類型，為了解決巷道支護(hù)的問(wèn)題，可以利用具有較高強(qiáng)度的錨桿支護(hù)方式，通過(guò)對(duì)錨桿增設(shè)應(yīng)力，提升圍巖的承載性能，通過(guò)加強(qiáng)錨端頭以及進(jìn)行全錨固定，會(huì)避免圍巖發(fā)生形變，從而實(shí)現(xiàn)有效的支護(hù)。錨桿支護(hù)方式在經(jīng)濟(jì)性方面有著比較好的優(yōu)勢(shì)，能夠依據(jù)圍巖形變的實(shí)際情況采取相應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度，有利于降低掘進(jìn)成本。但是，由于高應(yīng)力的制約，錨桿支護(hù)也具有缺陷和不足。錨桿支護(hù)方式運(yùn)用中，并不是全部支護(hù)都主動(dòng)的，根據(jù)支護(hù)體的安全順序可以將錨桿支護(hù)劃分成兩種，被動(dòng)支護(hù)以及主動(dòng)支護(hù)。錨注支護(hù)方式利用注漿措施來(lái)提升圍巖自身的荷載能力，有效增強(qiáng)圍巖對(duì)外界影響的支撐力，同時(shí)避免圍巖遭受水侵害。

3.3 U型鋼支護(hù)技術(shù)

掘進(jìn)過(guò)程中的巷道受高應(yīng)力影響發(fā)生變形，通過(guò)加裝金屬支架抵抗高應(yīng)力的影響，U型鋼技術(shù)要求金屬支架具有很強(qiáng)的伸縮性，隨時(shí)抵抗高應(yīng)力的影響，充分發(fā)揮支護(hù)作用，在圍巖發(fā)生變形后可以起到很好的支護(hù)作用，但無(wú)法圍巖變形前提前支護(hù)[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

在目前階段，我國(guó)仍然在大量使用煤炭資源，為我們的日常生活以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)等提供能源。對(duì)煤炭資源的開采，我國(guó)已經(jīng)進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間了，采煤的歷史也是非常長(zhǎng)久。但是在很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，我國(guó)的開采煤礦所采用的方法都是比較傳統(tǒng)的、原始的，對(duì)環(huán)境的污染破壞都很大。現(xiàn)在我們倡導(dǎo)的是綠色、節(jié)能以及環(huán)保，因此很顯然這種比較傳統(tǒng)原始的開采方法已經(jīng)不能實(shí)行現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)了，也就必須要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。