論采礦工程巷道掘進和支護應(yīng)用

李翔

摘要：近年來，隨著我國國民經(jīng)濟快速的發(fā)展，采礦業(yè)也不斷提高，巷道掘進和支護技術(shù)也在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在巷道掘進施工中，容易發(fā)生地質(zhì)變化或巖層失穩(wěn)等問題，進而破壞巷道的穩(wěn)定性，甚至引發(fā)巷道坍塌事故，產(chǎn)生不同程度的安全問題，故而就要求施工團隊高度重視支護工作。

關(guān)鍵詞：采礦工程;巷道掘進;支護應(yīng)用

引言

在煤炭采礦工程掘進施工過程中，需要利用專門的掘進設(shè)備進行破煤與裝煤作業(yè)，并且將煤炭運輸?shù)街付ㄎ恢?，煤礦巷道掘進機是最常用的掘進設(shè)備，不僅安全高效同時配備了完善的運輸設(shè)備，可有效提高掘進效率和采煤效率。但是不可否認的是，煤礦巷道掘進工程系統(tǒng)且龐大，需要工作人員對掘進過程進行詳細規(guī)劃，才能最大程度的保證巷道安全。當巷道空間脫離于巖層時，必須采取合適的支護技術(shù)對采掘巷道進行支護與加固。錨桿支護技術(shù)是全球煤炭行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的支護技術(shù)，能夠為巷道掘進技術(shù)的應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。

1采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)特點

采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)機械化程度較高，與傳統(tǒng)的支護技術(shù)相比，錨桿支護技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯，一方面能夠有效提升采礦工程掘進及支護的效率，另一方面也可在保證支護效果的基礎(chǔ)上，嚴格控制工程成本。同時，該技術(shù)的科技含量較高，在采礦工程掘進及支護技術(shù)中融入了多種其他的先進技術(shù)。在時代快速進步的今天，也需要大力推動錨桿支護技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，以滿足社會發(fā)展的基本需求。錨桿支護強度較高，可顯著提高錨桿支護作業(yè)的效率。

2采礦工程巷道掘進和支護應(yīng)用的影響因素

2.1巷道斷面形狀與尺寸

在采礦工程巷道掘進施工過程中，需要技術(shù)人員詳細計算巷道四周的圍巖應(yīng)力，然后結(jié)合實際情況進行科學(xué)的支撐與調(diào)整。因為在巷道掘進施工過程中不同的斷面形狀對應(yīng)著不同的應(yīng)力分布，若想起到最大的支護效果，就必須科學(xué)控制斷面形狀，從而實現(xiàn)對應(yīng)力分布的優(yōu)化調(diào)整。

2.2巷道圍巖強度

在巷道掘進過程中，技術(shù)人員必須結(jié)合實際情況最大程度的為綜采巷道提供保護支撐，切實保障煤巖體的整體穩(wěn)定性，這也就要求技術(shù)人員必須要對圍巖的堅硬程度進行深入考慮。如果在錨桿支撐作用力不斷增加時，圍巖可以提供足夠的荷載力，那么就會取得較好的支護加固效果，能夠保證頂板位移出現(xiàn)較小變化。所以，在巷道掘進和錨桿支護技術(shù)應(yīng)用過程中，巷道圍巖強度是工作人員需要詳細考慮的因素之一。

2.3地應(yīng)力

在掘進過程中礦山壓力會發(fā)生相應(yīng)變化，并對安全開采帶來一定不利影響。例如，如果在掘進過程中出現(xiàn)圍巖變形、斷裂或者位移，都會對人工支護結(jié)構(gòu)帶來更大壓力，嚴重時甚至容易引發(fā)塌陷事故。也就是說在礦山壓力的作用下，人工填充物、支護結(jié)構(gòu)、煤層與圍巖之間會存在著不同的力學(xué)擠壓現(xiàn)象，也就是常說的礦山壓力顯現(xiàn)。礦山壓力顯現(xiàn)會嚴重威脅煤炭開采的安全性，需要技術(shù)人員采取有效措施緩解和避免這一問題的產(chǎn)生。通常情況來說，在掘進過程中，技術(shù)人員必須要合理處置采空區(qū)并選擇適合的支護結(jié)構(gòu)，從而有效控制應(yīng)立場改變與圍巖變形，確保開采的安全進行。

3采礦工程巷道掘進和支護應(yīng)用

3.1永久性支護技術(shù)的應(yīng)用

加強臨時支護的過程中，也必須關(guān)注永久性支護。為此，人員需結(jié)合實際確定具體支護類型。永久性支護主要分為錨桿支護技術(shù)、預(yù)制鋼筋混凝土支架、混凝土支護等形式。錨桿支護技術(shù)的支護效果較為理想，經(jīng)濟性和安全性優(yōu)勢也尤為明顯。常見的錨桿支護技術(shù)有頂板錨桿和煤幫錨桿，二者規(guī)格和性能存在明顯差異，支護類型較為豐富。在安裝錨桿的過程中，要求人員依據(jù)錨固劑的形制確定攪拌的時間。同時，在安裝中一次性錨固到底，避免出現(xiàn)施工中斷的情況。預(yù)制鋼筋混凝土支架技術(shù)利用混凝土制作支架，在礦井內(nèi)完成裝配工作，以維護梁柱接口密實度。該技術(shù)的支護強度大，投入成本低，但自重較大，伸縮性能差。常見的技術(shù)形式是吊環(huán)式前探梁，是基于上述支護措施利用三根吊掛前探支架，依據(jù)一定的長度和間距在巷道中平行布置，且強度與吊環(huán)間也需做好協(xié)調(diào)和搭配工作，規(guī)定固定點在2個以上，注重其緊固性，以改善支護效果。

3.2錨桿支護和錨注支護技術(shù)

軟巖是一種十分常見的圍巖類型，為了最大程度提高巷道支護效果，工作人員就可以利用強度較高的錨桿，并對錨桿施加一定的預(yù)應(yīng)力，以此來提高圍巖的承載性能，降低圍巖的剪切變形。錨桿支護技術(shù)是現(xiàn)如今最為常見的巷道支護技術(shù)，不僅成本較低同時應(yīng)用簡單，能夠結(jié)合圍巖形變量適當調(diào)整支護強度。但是在高應(yīng)力的制約下，并非所有的錨桿支護都能呈現(xiàn)出主動的支護效果。錨注支護方式則主要采用灌漿的方法來提高圍巖的荷載力，同時也可有效提高圍巖抵御地下水侵害的能力。

3.3重視地質(zhì)勘探

掘進施工中，為防止地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響其他施工作業(yè)，規(guī)避采礦掘進施工地出現(xiàn)塌方情況，需要加強采礦工程地質(zhì)勘探。為完善地質(zhì)勘察工作，創(chuàng)建了專業(yè)素養(yǎng)較高的地質(zhì)勘察工作組，勘察中，對待掘進的山體及周邊的地質(zhì)環(huán)境和地下水情況進行全面勘測，加固可能對施工產(chǎn)生較大影響的地表水和地下水的圍巖，做好加固處理，維護圍巖的穩(wěn)定性，以此減輕水文因素對采礦掘進施工的負面影響。礦區(qū)地質(zhì)勘測中，采用三維地震綜合勘探技術(shù)，這能夠充分保障采礦掘進施工的質(zhì)量和安全。大力開展瓦斯排放工作，可以有效控制巷道內(nèi)瓦斯含量，防止瓦斯異常涌出而產(chǎn)生爆炸事故。在巷道掘進施工中，采取掘進抽放硐室超前預(yù)抽，相關(guān)人員要將巷道內(nèi)的瓦斯含量始終控制在既定的范圍之內(nèi)。企業(yè)引入了先進的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，能夠采集巷道中的瓦斯、風速、溫度等重要數(shù)據(jù)，也可控制巷道中的用電概況及風門和機械的開關(guān)設(shè)備運行概況。在模擬巷道內(nèi)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，當巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛韧{施工安全時，系統(tǒng)便可第一時間發(fā)出警報，切斷機械電源，指揮施工人員火速撤離，進而維護施工人員的人身安全。

3.4完善巷道掘進

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境與環(huán)境特殊性尤為明顯，如無法保證巷道掘進施工設(shè)計的合理性，就會極大阻礙巷道掘進的有序進行，甚至引發(fā)嚴重的安全隱患。巷道掘進施工中，如掘進裝置及技術(shù)滯后，則會在很大程度上阻礙掘進施工的有序開展。所以在巷道掘進施工中，務(wù)必嚴格遵守巷道掘進施工的制度要求，采用多道工序交叉作業(yè)的方式，提高巷道掘進效率。由于礦區(qū)環(huán)境十分特殊，故而需同時開展巷道掘進和巷道支護，以此保障巷道掘進安全，縮短支護施工的時間，促進整體施工作業(yè)的高效開展。

3.5采礦工程巷道支護技術(shù)的應(yīng)用

巷道支護在采礦施工中尤為關(guān)鍵，只有確保支護質(zhì)量，方可保障采礦人員的人身安全，從而推動采礦施工有序進行。采礦作業(yè)中，企業(yè)需引導(dǎo)施工人員正確認識巷道支護，使其準確把握巷道支護技術(shù)要點及現(xiàn)場作業(yè)流程，提升采礦作業(yè)水平，為采礦工作的有序開展奠定堅實的基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，為了實現(xiàn)煤炭的高效安全開采，要求煤礦企業(yè)的工作人員必須對巷道的掘進技術(shù)和支護技術(shù)進行深入研究，促進技術(shù)的最大應(yīng)用。掘進巷道的安全不僅是實現(xiàn)煤炭安全開采和運輸?shù)那疤幔瑫r也是煤炭開采人員生命安全的最直接保障，所以為了推進我國煤炭行業(yè)的長遠發(fā)展，就必須要求技術(shù)人員對現(xiàn)有的掘進技術(shù)和支護技術(shù)進行創(chuàng)新與完善，為安全生產(chǎn)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻

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