礦井巷道快速掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)的分析

王翱翔

摘 要：一直以來，煤礦井下開采作業(yè)是煤礦生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的工作，因此，需要對(duì)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究分析。井下巷道快速掘進(jìn)技術(shù)仍是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)，它需要技術(shù)人員選擇合理科學(xué)的施工工藝和先進(jìn)設(shè)備，并據(jù)井下實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整進(jìn)度并安排最合適的掘進(jìn)速度?？焖倬蜻M(jìn)要以掘進(jìn)巷道支護(hù)為基礎(chǔ)，采取科學(xué)高效的支護(hù)技術(shù)，優(yōu)化掘進(jìn)施工工藝進(jìn)一步研究頂板支護(hù)管理和控制技術(shù)，分析有特點(diǎn)的具體案例，這對(duì)整個(gè)煤礦快速掘進(jìn)的發(fā)展和安全有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道;快速掘進(jìn);頂板支護(hù);技術(shù)分析

1 井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)分析

1.1 錨桿支護(hù)技術(shù)

在我國(guó)，建造井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)時(shí)，主要采用的是錨桿支護(hù)技術(shù)，通過這一技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化巷道的布局，加快開采速度，提升開擦產(chǎn)量，從而為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。在該技術(shù)當(dāng)中，由很多部分構(gòu)成，如桿體、托板等，每個(gè)部分具有不同的工程：其中，錨桿是最為關(guān)鍵的一部分，用來對(duì)頂板進(jìn)行支撐，具有抗剪、抗拉等功能，可以防止圍巖變形;托板在錨桿的上部，增加巖體的受力面，減少某一點(diǎn)的受力情況，避免圍巖節(jié)理裂隙張開，結(jié)構(gòu)面移動(dòng)，以及圍巖離層等問題的出現(xiàn)。支護(hù)網(wǎng)與巷道連接，當(dāng)?shù)南锏理敳客翆铀沙诓⒚撀浜?，能夠?qū)⑼翂K攔截，避免土塊掉落到巷道內(nèi)[1]。

1.2 支護(hù)型鋼技術(shù)

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，逐漸出現(xiàn)了很多新興材料，這些新興材料為井下巷道支護(hù)提供了重要幫助，其中，最主要的材料就是鋼材，通過這一材料的應(yīng)用，進(jìn)一步提升了井下巷道支護(hù)的效果。從形狀的角度來說，能夠?qū)摬姆殖蓛煞N類型，一種為工字鋼，另一種為U型鋼。在實(shí)際當(dāng)中，并不是所有巷道都適合該技術(shù)，只有那些形狀為圓形或橢圓形的巷道內(nèi)，才會(huì)使用這一技術(shù)，通過鋼材具有的高韌性，較強(qiáng)的抗剪能力，較大的抗壓能力，對(duì)巷道提供支護(hù)。應(yīng)用該支護(hù)技術(shù)后，可以有效增強(qiáng)井下巷道的安全性。采用該技術(shù)時(shí)，鋼材的選擇至關(guān)重要，若鋼材質(zhì)量較低，則會(huì)嚴(yán)重影響支護(hù)的效果，因而需要在建設(shè)支護(hù)之前，選擇質(zhì)量較高的鋼材。

1.3 可縮性支架支護(hù)技術(shù)

作為井下巷道當(dāng)中的重要組成部分，支護(hù)可以看作為輔助項(xiàng)目，通過這一項(xiàng)目的輔助，提升井下作業(yè)的安全性，確保整個(gè)開采活動(dòng)順利進(jìn)行。所以，在建設(shè)巷道支護(hù)時(shí)，應(yīng)從多個(gè)角度出發(fā)，共同支護(hù)進(jìn)行分析，如安全性、建造效率等，只有這樣，建造出來的支護(hù)才會(huì)在實(shí)際當(dāng)中發(fā)揮出最大的作用。通常來說，利用主動(dòng)支護(hù)的方式，體現(xiàn)出高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的加固作用。當(dāng)巷道周圍的巖體受到較大應(yīng)力，使其發(fā)生形變時(shí)，通過安裝可縮性支架，應(yīng)用其中所攜帶的應(yīng)力，加強(qiáng)對(duì)外界應(yīng)力的抵抗，防止巷道出現(xiàn)病變的問題，提升巷道的安全與穩(wěn)定[2]。

1.4 混凝土澆筑技術(shù)

除上述幾種技術(shù)之外，井下巷道頂板支護(hù)時(shí)，還可以采用混凝土澆筑技術(shù)，即根據(jù)一定的水灰配比，配制出相應(yīng)的混凝土，并將其澆筑到相應(yīng)的斷面上，經(jīng)過一段時(shí)間后，即可在斷面上形成混凝土支護(hù)。對(duì)于該支護(hù)技術(shù)來說，存在很多的優(yōu)點(diǎn)，如封閉較為快速，可以在形成斷面后，立即建造出支護(hù)，降低圍巖與空氣接觸的時(shí)間，避免圍巖分化而引發(fā)的崩解;整個(gè)斷面上，能夠形成一個(gè)整體的支護(hù)，最大程度上分散應(yīng)力，降低圍巖所受的應(yīng)力，避免由于應(yīng)力過大而對(duì)圍巖造成破壞，使想到具有更高的安全性。正是由于該技術(shù)具有上述兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，因而也經(jīng)常被應(yīng)用到井下巷道支護(hù)工程當(dāng)中。

2 煤礦巷道快速掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 注重施工中的重點(diǎn)

為了確保支護(hù)在實(shí)際當(dāng)中能夠發(fā)揮出最大的作用，必須注重施工中的重點(diǎn)。首先，支護(hù)工程規(guī)劃時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)到實(shí)際場(chǎng)所進(jìn)行勘察，準(zhǔn)確掌握周圍地質(zhì)、應(yīng)力情況，并以此為基礎(chǔ)，確定出合理的荷載壓力，使建造出來的支護(hù)，可以有效承載應(yīng)力，避免承受力不足而導(dǎo)致各類問題出現(xiàn)。其次，確定出荷載壓力后，還應(yīng)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)的方式，驗(yàn)證確定出來的數(shù)值是否準(zhǔn)確，只有計(jì)算結(jié)果通過實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，才可應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，提升支護(hù)的作用。再次，在施工的過程中，要收集相關(guān)信息，若出現(xiàn)問題，可以通過對(duì)這些信息的分析，了解引發(fā)該問題的主要原因，并制定出相應(yīng)的解決方案，以第一時(shí)間將問題處理。最后，對(duì)于一些具有特殊狀況的巷道來說，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行一定的處理，以高應(yīng)力區(qū)段來說，受到高應(yīng)力的影響，很容易導(dǎo)致頂部出現(xiàn)變形，對(duì)巷道的使用具有嚴(yán)重威脅，因而在支護(hù)的同時(shí)，還要采用一定的手段去除應(yīng)力等。

2.2 技術(shù)選擇

通過上述介紹可知，井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)有很多類型，每種技術(shù)類型具有各自的優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用在不同的場(chǎng)所當(dāng)中。所以，在建造井下支護(hù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、巷道情況的信息，選擇合理的技術(shù)方案，只有這樣，才會(huì)使支護(hù)發(fā)揮出最大的作用。如巷道為圓形或橢圓形，且地段較為復(fù)雜時(shí)，可以采用支護(hù)型鋼技術(shù)。巷道圍巖堅(jiān)硬，應(yīng)力較為均勻的巷道內(nèi)，可以采用混凝土澆筑技術(shù)。在大多數(shù)井下巷道當(dāng)中，均可采用錨桿支護(hù)技術(shù)等[3]。

3 煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化巷道支架的結(jié)構(gòu)，提高其性能和強(qiáng)度

在開展實(shí)際的煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)工作時(shí)，相關(guān)的工作人員必須注意第一次的掘進(jìn)，注意是否有巷道位置發(fā)生變化的情況。而往往在第一次的掘進(jìn)工作中，巷道位置都發(fā)生一些變化，甚至發(fā)生變形，阻礙掘進(jìn)工作的持續(xù)進(jìn)行。針對(duì)這個(gè)常態(tài)化的問題，施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境對(duì)巷道支架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，選擇最合理的施工方案。在通常情況下，支護(hù)結(jié)構(gòu)要選用剛性和柔性都適中的材料，可以避免巷道出現(xiàn)變化甚至變形的情況。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)選擇最合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造方案，這可以保持巷道在施工過程中的完整性，減少巷道后期的返修。支架的強(qiáng)度也是影響巷道安全穩(wěn)定的一個(gè)重要因素，優(yōu)化支架的強(qiáng)度以及其他的相關(guān)功能，為圍巖提供合適的空間，保障煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)工作的順利進(jìn)行，相關(guān)的工作人員在實(shí)際的施工過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合所在地區(qū)的環(huán)境，適當(dāng)釋放圍巖所承受的壓力，提高煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)。

3.2 做好施工前的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行實(shí)際的煤礦巷道掘進(jìn)工作之前，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)煤礦所在地進(jìn)行詳細(xì)的勘測(cè)，掌握地質(zhì)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際狀況以及所在地圍巖的承重能力設(shè)計(jì)、選擇合理的頂板支護(hù)方式。預(yù)測(cè)施工過程的重難點(diǎn)問題，并制定相關(guān)的應(yīng)急方案，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)將施工的生命安全放在第一位，選擇最優(yōu)的施工模式。施工方案的初步設(shè)計(jì)完成之后，相關(guān)的設(shè)計(jì)和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)與施工人員共同探討，改進(jìn)和完善方案中出現(xiàn)的問題，確保方案的合理性，且確保在此方案下能夠得到良好的施工效果和經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)施工過程中應(yīng)用到的機(jī)械設(shè)備和數(shù)量提早報(bào)備，提前檢查完畢。

3.3 引進(jìn)新工藝，加強(qiáng)監(jiān)管力度

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，因此，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)大膽引進(jìn)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)采礦的智能化。新技術(shù)的應(yīng)用可以解放勞動(dòng)力，而且還可以提高煤礦開采的質(zhì)量和效率，保證工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行革新，加大探究力度。安全生產(chǎn)是重中之重，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)將工作人員的生命安全放在首位，明確頂板支護(hù)的操作規(guī)范，建立健全相關(guān)的監(jiān)督制度，加強(qiáng)對(duì)員工的安全教育活動(dòng)，提高員工的安全意識(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，煤礦巷道快速掘進(jìn)施工工藝和支護(hù)技術(shù)是煤礦開拓的重要步驟，對(duì)煤礦的順利開拓掘進(jìn)有非常重要的作用。煤礦快速掘進(jìn)和頂板支護(hù)技術(shù)對(duì)煤礦專業(yè)性要求很高，這兩項(xiàng)復(fù)雜的工作技術(shù)對(duì)施工人員的生命和煤礦開拓有著最基本的影響，必須在思想上高度重視，為提高煤礦巷快速道掘進(jìn)施工的工作速度，確保安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉建華，姜興民.煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（19）：57.

[2]牛云飛.煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2019，34（02）：193-194+236.

[3]席冰冰.淺談煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)[J].能源與節(jié)能，2017（07）：186-187.