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

閆小平

山西錦興能源有限公司，中國(guó)·山西 呂梁 033600

煤炭采礦工程；巷道掘進(jìn)；巷道支護(hù)

1 引言

在煤炭采礦工程施工的過(guò)程中，為了保障工程的順利完工和工人的安全，必須要做好巷道挖掘和支護(hù)施工，采用科學(xué)、有效的施工技術(shù)，減少工程施工中的安全隱患。煤礦巷道通常采用組合掘進(jìn)的方式，掘進(jìn)方式包括直眼掏槽和斜眼掏槽兩種。在爆破施工的過(guò)程中，如果進(jìn)行大面積的爆破需要先設(shè)置輔助掏槽眼，這樣才能形成規(guī)則的巷道形狀。在采掘機(jī)掘進(jìn)的過(guò)程中，破煤和裝煤可以同時(shí)進(jìn)行，從而提升掘進(jìn)的效率。如果采用煤機(jī)橫向切割的方式，可以拓寬巷道的寬度，進(jìn)而持續(xù)進(jìn)行煤層開(kāi)采。礦山受到壓力的影響，可能會(huì)出現(xiàn)坍塌、落石等情況，需要采取有效的支護(hù)措施來(lái)保障施工的安全可靠。

2 煤炭采礦中掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 掘進(jìn)方式

在巷道掘進(jìn)工程中，有幾種比較常用的掘進(jìn)方式，包括綜合性機(jī)械化掘進(jìn)、大斷面連續(xù)性采掘等。在實(shí)際施工的過(guò)程中，要根據(jù)具體的施工情況和要求選擇最恰當(dāng)合理的掘進(jìn)方式，既要保障掘進(jìn)的效率和質(zhì)量，還要確保施工的安全性。目前來(lái)說(shuō)，綜合機(jī)械化掘進(jìn)是應(yīng)用最廣泛的一種方式，利用供電系統(tǒng)和運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行機(jī)械掘進(jìn)，同時(shí)配合巷道掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行采礦[1]。在采用大斷面連續(xù)性采掘方式的過(guò)程中，運(yùn)輸方式普遍選用間斷式、連續(xù)式等形式。在掘進(jìn)的過(guò)程中，要對(duì)進(jìn)度和速度進(jìn)行合理的控制，為采礦施工提供便利。在實(shí)際施工的過(guò)程中，要合理的協(xié)調(diào)掘進(jìn)施工和采礦施工，既要保障掘進(jìn)的效率，還要滿足采礦需求。

2.2 瓦斯排放

在煤炭采礦的過(guò)程中，瓦斯是一種危害性較大的氣體，容易引發(fā)爆炸、中毒等問(wèn)題。因此，在巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，一定要做好瓦斯排放的工作，這樣才能確保掘進(jìn)工作的順利、安全。在掘進(jìn)施工的過(guò)程中，首先要做好瓦斯排放工作，將掘進(jìn)面的瓦斯排除干凈，要從掘進(jìn)生產(chǎn)管理入手，避免瓦斯積聚。如果出現(xiàn)瓦斯積聚的情況，一定要及時(shí)有效的采取處理措施。如果瓦斯積聚量超過(guò)規(guī)定，則20m 內(nèi)的人員需要迅速撤離，并且停止作業(yè)。安全瓦檢人員需要及時(shí)向調(diào)度室進(jìn)行匯報(bào)，然后采取有效的排放處理措施，控制礦內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，保障工作人員的安全。

2.3 巷道支護(hù)

在巷道掘進(jìn)施工的過(guò)程中，為了緩和并減少圍巖的移動(dòng)，避免巷道斷面出現(xiàn)過(guò)度縮小的情況，同時(shí)避免散離和破壞的圍巖冒落，需要采取有效的支護(hù)措施。巷道支護(hù)的有效性與支架本身有直接關(guān)系，同時(shí)也受到圍巖性質(zhì)、支架安設(shè)密度、支架安設(shè)質(zhì)量等因素的影響。通常為了使巷道支架可以更好地對(duì)圍巖變形問(wèn)題進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，應(yīng)該在圍巖出現(xiàn)松動(dòng)和破壞問(wèn)題之間就安設(shè)支架，圍巖在仍存一定自承力的情況下和圍巖共同發(fā)揮承載作用[2]。如果在圍巖已經(jīng)喪失自承力的情況下設(shè)置支架，則需要支架和圍巖之間形成有效的約束和依賴關(guān)系，這樣才能共同承載壓力，從而避免冒落、坍塌等問(wèn)題的出現(xiàn)。

2.4 通風(fēng)防塵

在煤炭采礦工程施工的過(guò)程中，通風(fēng)防塵是十分重要的一項(xiàng)工作。礦井通風(fēng)旨在為井下提供足夠的新鮮空氣，將井內(nèi)的有害氣體和煙塵沖淡，從而形成良好的環(huán)境條件。為此，需要建立有效的通風(fēng)系統(tǒng)，發(fā)揮地面空氣在主扇機(jī)的作用，通過(guò)機(jī)械通風(fēng)的方式來(lái)替代自然通風(fēng)。設(shè)置控制風(fēng)流的設(shè)施，根據(jù)礦井風(fēng)量進(jìn)行合理的分配，需要安裝風(fēng)門(mén)、風(fēng)簾、板閉等設(shè)施。可以根據(jù)采礦、掘進(jìn)、硐室和其他地點(diǎn)的實(shí)際需風(fēng)量綜合來(lái)計(jì)算回采工作面。如果掘進(jìn)工作面需要長(zhǎng)距離的通風(fēng)，在風(fēng)量不足的搶礦下，可以增加通風(fēng)動(dòng)力。

在防塵方面，首先要健全通風(fēng)防塵機(jī)構(gòu)，由專業(yè)的隊(duì)伍進(jìn)行防塵施工。其次加強(qiáng)培訓(xùn)教育，強(qiáng)化員工的防塵意識(shí)，建立有效的規(guī)章制度，明確各個(gè)崗位的職責(zé)。最后要加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)，確保施工的安全性。

3 煤炭采礦工程掘進(jìn)和支護(hù)中存在的問(wèn)題

在煤炭采礦工程掘進(jìn)和支護(hù)的過(guò)程中，可能會(huì)遇到各種各樣的難題。受到應(yīng)力地下水作用的影響，軟巖巷道會(huì)出現(xiàn)劇烈的變形情況，頂?shù)装逡平置黠@，會(huì)有底鼓出現(xiàn)在底板上，兩幫也會(huì)隨之凸出。受水的影響，難以控制軟巷道的變形情況，巷道底鼓主要分為兩種類(lèi)型：一種是擠塑性底鼓；另一種是膨脹性底鼓。如果巷道中有積水，兩種底鼓會(huì)產(chǎn)生相互作用，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)。針對(duì)軟巷道，既可以采用地腳錨桿支護(hù)的方式，也可以采用底板錨桿支護(hù)技術(shù)，以此控制變形問(wèn)題。在巷道設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以設(shè)計(jì)反底拱形斷面。采用開(kāi)挖卸壓槽和打卸壓鉆孔的方式將應(yīng)力釋放出去，以此控制變形問(wèn)題。

4 煤炭采礦工程掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 巷道支護(hù)技術(shù)的選擇

中國(guó)常見(jiàn)的煤礦開(kāi)采方式包括炮采和機(jī)采兩種，后者可以更進(jìn)一步分為普采和綜采兩種。炮采采煤工藝采用打眼放炮的方式進(jìn)行采礦和挖掘，可以采用單體液壓支柱進(jìn)行工作面的支護(hù)。這種方式的工作面布置十分簡(jiǎn)單，可以在復(fù)雜的地質(zhì)條件下應(yīng)用，但采用該方式進(jìn)行頂板支護(hù)很容易出現(xiàn)冒頂?shù)那闆r，放炮的過(guò)程中也可能導(dǎo)致液壓支柱被崩倒，具有一定的危險(xiǎn)性[3]。普采適用于小型礦井，綜采則適用于大型礦井。這兩種采礦方式最大的差異就是采用液壓支架支護(hù)頂板，液壓支架安裝更加方便，支護(hù)效果相對(duì)較好。

綜采工藝的開(kāi)采效率比較高，具有機(jī)械化的特點(diǎn)，但實(shí)用性較差，無(wú)法進(jìn)行頻繁的移動(dòng)，裝備撤離難度較大。在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況下，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇開(kāi)采工藝，避免將巷道布置在地質(zhì)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜的區(qū)域。在開(kāi)采工作面設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也要盡可能規(guī)避地質(zhì)結(jié)構(gòu)。為了確保巷道安全穩(wěn)定，同時(shí)降低支護(hù)成本，要選擇圍巖比較完成的位置設(shè)置巷道。在比較復(fù)雜的地質(zhì)條件下進(jìn)行煤層開(kāi)采巷道的布置，可以選擇數(shù)值模擬等方式進(jìn)行支護(hù)方式的檢驗(yàn)和計(jì)算，確保支護(hù)的安全性。

4.2 巷道支護(hù)技術(shù)的分析

在實(shí)際開(kāi)采的過(guò)程中，保水開(kāi)采是一種比較常用的開(kāi)采方式，采用有效的保護(hù)技術(shù)，避免開(kāi)采的過(guò)程中對(duì)地下水造成破壞。在該方法應(yīng)用的過(guò)程中，支護(hù)工作尤為重要。不同的礦區(qū)，保水開(kāi)采的具體方式各不相同，如果當(dāng)?shù)厮Y源短缺，則需要盡全力保護(hù)并充分利用水資源，既要開(kāi)采煤炭，還要開(kāi)采水資源。在水資源充足的地區(qū)，則做好污染水源的防污染措施。在實(shí)際施工的過(guò)程中，難免會(huì)破壞水源流動(dòng)，造成地下水流失，不僅浪費(fèi)水資源，還會(huì)影響地質(zhì)條件。因此，必須采取有效的保水措施。

在實(shí)際施工的過(guò)程中，為了發(fā)揮支護(hù)的作用，需要合理選擇錨桿支撐保護(hù)技術(shù)，尤其要做好螺母質(zhì)量的把控，確保各個(gè)配件的精度符合工藝要求，全面提升工程的抗壓能力，確保支護(hù)的有效性和掘進(jìn)的安全性。

4.3 掘進(jìn)支護(hù)的注意事項(xiàng)

在掘進(jìn)支護(hù)施工的過(guò)程中，需要對(duì)爆破工作加以重視，因?yàn)楸票旧砭途哂幸欢ǖ奈ｋU(xiǎn)性，必須要由專業(yè)的技術(shù)人員操作執(zhí)行，同時(shí)判斷巖石的物理結(jié)構(gòu)，然后采取合理、有效的爆破技術(shù)。在爆破的過(guò)程中，應(yīng)該控制爆破粒度，采取有效的防護(hù)措施，確保爆破的安全性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤炭采礦施工的過(guò)程中，需要采取有效的掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)，既要保障施工的進(jìn)度和效率，還要確保施工的安全。