煤礦巷道掘進施工與支護技術(shù)探討

張軍帥

摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速增長，社會各界對于煤礦采煤工作的關(guān)注度也在不斷增加。在采煤作業(yè)中，煤礦巷道掘進施工的安全性是最為重要的內(nèi)容，它不僅影響著煤礦企業(yè)的經(jīng)濟增長，還是工作人員生命健康的重要保障。基于此，下文將對煤礦巷道掘進施工進行全方位的探討，并對一系列的支護技術(shù)展開詳細的分析，希望能夠促進我國煤礦事業(yè)的進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道;掘進施工;支護技術(shù)

1 巷道掘進中支護工藝研究意義

對于煤炭資源的開采工作來講，我國特意在煤炭安全生產(chǎn)方面出臺了相應政策。當掘進設備不斷向前移動時，對煤礦巷道的頂板與圍巖進行強化穩(wěn)固是必不可少的，必須通過相關(guān)技術(shù)和設施加以支護。但是，如果在支護煤礦頂板與圍巖的過程中，掘進活動與支護工作同時進行，就會降低煤炭開采的效率，導致成本大幅提升。因此，想要提高煤炭開采效率，提升煤炭開采量，對支護模式進行優(yōu)化和創(chuàng)新是必不可少的。在支護模式、支護工藝與支護設備上的優(yōu)化和完善，不僅可以充分降低支護工作上占用的時間，降低施工人員的勞動強度和勞動量，強化支護工作的有效性，更能夠充分確保施工人員的人身安全。此外，對于巷道掘進期間支護工藝進行分析與研究，不僅可以為巷道掘進中支護活動的探究提供參考信息，還可充分強化煤礦開采的效率與安全性。

2 巷道掘進施工與支護技術(shù)的實際應用

2.1 吊環(huán)式前探梁技術(shù)

臨時支護工作的重要意義就在于永久支護工程完善前，能夠確保施工人員的生命安全得到保障，并減少因為塌方帶來的各種問題。而在巖巷施工的過程中，由于頂板容易造成碎裂，存在安全隱患，我們必須予以高度重視，切實加強巖巷的臨時支護工作。在工程掘進之后，應當在第一時間把前探梁移到掌子面，并且按照不同的位置要求打入超前錨桿卡環(huán)，最后將卡排進行拆卸，從而進行永久性防護。另外需要注意的是，在做這些工程的過程中一定要及時關(guān)注錨桿出現(xiàn)老化失效等問題，注意不可以在上面進行吊掛卡環(huán)，不能出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象。還有就是施工人員一定要記得佩戴安全防護設備，如安全帽、安全繩等，以此保證施工人員的安全。

2.2 掘錨一體化技術(shù)

掘錨一體化是未來巷道掘進技術(shù)發(fā)展的趨勢，而掘錨一體化的關(guān)鍵設備就是掘錨機組，掘錨機組的功能強大，它不僅能以極快的速度運行在巷道中，對煤層進行準確的切割，而且設備自身設有裝載運輸裝置，還有鉆錨系統(tǒng)功能，從而實現(xiàn)對煤礦厚煤層的加速采掘，還能起到安全支護的作用。而掘錨機組的運行只需要一名負責遙控設備的司機和兩名錨桿設備的司機就足夠，使得煤礦掘進和錨桿和支護的作用能夠共同進行，即利用遙控器對掘錨機進行控制，利用錨桿對支護的整個過程進行指引。它使煤礦掘進機械和錨桿支護緊密結(jié)合，從而使煤礦掘進的自動化平行作業(yè)能夠順利進行，以達到加快煤礦掘進和對厚煤層進行切割的目的，還達成了對頂板和煤礦的支護作用。巖巷高效采掘技術(shù)在實際當中的使用：巖巷掘進技術(shù)施工當中最主要的掘進方法就是鉆爆工藝，它與鑿巖機、裝巖機、裝載設備相配合，選擇更適合的爆破技術(shù)，從而以提高煤礦掘進效率，在重要的煤礦區(qū)內(nèi)通過巖巷機械化方式，并運用機械化的配套設施進行整體的掘進操作，以最快速度完成全部操作。

2.3 綜合機械化掘進方式

在煤礦開采期間，大部分公司均是采用綜合機械掘進模式來掘進煤礦巷道。這一掘進模式具有較高的復雜性，需要耗費大量時間，通過多種采掘設備和儀器來開展掘進工作。比如會同時用到懸臂式掘進機、連續(xù)采煤機和錨桿機等多種設備。但懸臂式掘進機與連續(xù)采煤機比較來講，前者在使用上需要投放大量資金，并且無法保證煤礦采掘活動開展的穩(wěn)定性，因此，大部分煤礦公司更愿意使用連續(xù)采煤機。雖說懸臂式掘進機的運行成效與使用成本不甚理想，但是卻具有無可替代的優(yōu)勢，也就是其能夠同時對煤礦巷道與梯形兩種形狀不同的斷面進行掘進施工。

3 巷道掘進施工中存在的問題

3.1 進行掘進的施工工藝不科學

我國煤礦行業(yè)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，在很多工作方面都積累了大量的經(jīng)驗，尤其是在煤礦巷道掘進施工過程中，就更需要有關(guān)人員擁有一定的工作經(jīng)驗，才能很好的保障掘進施工工作順利開展，在實際的過程中有關(guān)人員對該施工認識并不是特別的全面，在一些施工的手段方面掌握也并不是特別的好，并不能尋找合適的施工方案。像鉆爆法是現(xiàn)代施工的主要施工方法，但是它也會存在著一定的缺點，它的工作效率比較低，同時還會對巖體自身產(chǎn)生較大的影響。

除此之外，進行巷道支護時，通常會運用錨噴支護的方法，但是這種方法也會存在施工質(zhì)量和效率難以保證的問題。利用鉆爆法進行巷道掘進的時候，如果對藥量以及施工的位置控制不當?shù)脑?，就會導致整個巷道的質(zhì)量受到極大的影響，這也是現(xiàn)在使用鉆爆法主要思考的方向。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造比較復雜

在進行煤礦巷道的掘進和支護過程中，地質(zhì)的因素也會對施工過程產(chǎn)生一定的影響。通常情況下會運用到頂板支護的技術(shù)，但是實際的施工手段和方法需要有關(guān)人員根據(jù)實際的情況進行相應的調(diào)整，從而更好的適應復雜的地形和地貌。為了更好的減少復雜地形地貌，對于整個施工的影響，在進行地點選擇的時候，應該選擇一些較為平整完整的區(qū)域。在實際施工過程中，也要適當?shù)募涌焓┕さ乃俣?，這樣可以避免一些意外情況的發(fā)生來影響了整個施工的正常進行。像一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較疏松的地方，這種區(qū)域就需要控制好施工的速度，并且還需要不斷的加強對巷道的支護力度。

3.3 支護技術(shù)缺乏合理性

一些煤礦企業(yè)在施工過程中，過度重視經(jīng)濟效益、為了節(jié)約生產(chǎn)成本，在進行掘進巷道支護工作時，采用的支護材料不能達到安全要求，例如，不同的煤層屬性和硬度不同，對支護材料的要求也各不相同，對于石炭二疊紀煤層這樣松軟、斷層結(jié)構(gòu)又多的煤層，需要加強支護材料的質(zhì)量，因此需要施工單位在進行巷道支護時根據(jù)實際情況進行支護材料的選擇，確保支護工作的有效性和安全性。支護工作要遵循設計部門對掘進巷道支護的設計方案進行支護操作，一些設計部門在設計方案時存在盲目性，沒有根據(jù)巷道受壓狀況及巷道頂板圍巖的狀況進行設計，對施工現(xiàn)場存在的斷層碎裂帶沒有采取合理的支護設計方案，從而留下了安全隱患，為后續(xù)頂板維護工作增加了難度。

3.4 掘進工藝和設備問題

掘進工藝和設備是巷道掘進的基礎(chǔ)，對掘進效率有重要影響。煤礦巷道可以分為煤巷、巖巷和半煤巖巷道。巷道類型不同，采用的掘進工藝和設備也不同。煤巷的掘進最容易，采用的掘進工藝和設備也比較簡單;而巖巷的掘進最困難，對設備和工藝的要求也比較高?，F(xiàn)在一些地質(zhì)條件比較好的礦區(qū)，開始采用連續(xù)采煤機來進行煤巷掘進，煤巷每月掘進上千米，效率是普通掘進方法的3倍以上。巖巷的掘進工藝可以分為鉆爆法和綜掘法，鉆爆法適用于小斷面巷道的掘進，而綜掘法適用于大斷面巷道的掘進。鉆爆法的關(guān)鍵設備是鑿巖機，鑿巖機又可以分為氣動式和液壓式，其中液壓式動力更足。鑿巖機鉆眼的速度在一定程度上決定了鉆爆法的掘進速度。采用綜掘法時關(guān)鍵設備是綜掘機，其功率與破巖速度有直接關(guān)系，功率越大破巖的速度越快。

4 煤礦巷道掘進施工與支護技術(shù)優(yōu)化分析

4.1 提高整體施工的組織水平

為了更好的將工藝以及有關(guān)設備在巷道掘進以及支護中發(fā)揮出最大的價值，提高整體施工的水平和效率，首先就需要對煤礦企業(yè)加強相應的管理，在煤礦企業(yè)中運用科學化的管理思想可以極大地實現(xiàn)煤礦企業(yè)人力，物力，財力資源的協(xié)調(diào)，保證煤礦企業(yè)的長遠發(fā)展。有關(guān)企業(yè)需要在煤礦巷道掘進以及支護中加強資金的投入，引進先進的技術(shù)和設備，利用信息技術(shù)可以很好的實現(xiàn)機械化的生產(chǎn)，大大的提高了工作效率。除此之外，也要不斷的革新管理人員的思想，讓他們摒棄傳統(tǒng)管理思想，科學化的設計煤礦企業(yè)的生產(chǎn)計劃，對煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)加強監(jiān)督運用動態(tài)化的管理來實現(xiàn)整體管理水平的提升。同時需要對相應的設備定期進行檢查和維修來保障設備可以正常運行，為煤礦巷道掘進以及支護工作奠定相應的基礎(chǔ)，保障它可以正常的運轉(zhuǎn)。

4.2 提高整個地質(zhì)勘查的水平

為了防止一些復雜地形對于煤礦巷道挖機施工的影響，首先就需要做好相應的準備工作，有關(guān)人員需要不斷完善相應勘查工作的細節(jié)，并對有關(guān)的數(shù)據(jù)以及參數(shù)進行詳細的測量，從而更好地保證地質(zhì)勘察結(jié)果的準確可靠。有關(guān)人員要充分的利用我國地質(zhì)勘查的有關(guān)技術(shù)，并結(jié)合實際的情況作出相應的措施。目前，三維地震勘查方法是進行地質(zhì)勘查的核心技術(shù)，也是水平比較高的一項技術(shù)，對該方法進行利用時，需要密切關(guān)注到以下幾項內(nèi)容。首先，這種方法可以有效的對整個地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行深入認識，在三維地震勘察中，地質(zhì)鉆探也是非常重要的一項環(huán)節(jié)，它是對該方法的補充，可以發(fā)揮出極大的作用。要根據(jù)實際區(qū)域內(nèi)煤炭儲存的含量，并結(jié)合相應的要求，對整個煤礦進行相應的結(jié)構(gòu)了解，與此同時，還需要進行科學化的設計工作，從而更好的完成探查。如果是沒有煤礦的區(qū)域，那么應該探明5m以上的區(qū)域，更好地保證數(shù)據(jù)的準確性，從而使得整個施工更加的安全可靠。

4.3 提高對支護工作的安全管理力度

煤礦企業(yè)負責人要加強安全管理意識，對支護技術(shù)進行強化管理，提高對頂板支護工作的管理意識。將安全責任進行細化劃分，明確各部門分管業(yè)務和責任直接負責人。根據(jù)各部門需求配備專業(yè)的技術(shù)人員提高支護工作的專業(yè)性。根據(jù)施工需求建立健全的規(guī)章制度，明確各員工的崗位職責，將安全管理落到實處。做好頂板支護的前期勘測工作，在施工之前要對礦井地質(zhì)結(jié)構(gòu)、煤層存儲狀況、頂?shù)装鍘r性、礦壓規(guī)律等參數(shù)提前做好觀測和勘探工作，為頂板支護工作做好基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)。在支護工作中要重視對支護效果和質(zhì)量的檢查，利用錨噴、錨索和錨桿進行支護的巷道要保證錨桿和錨索的質(zhì)量、預緊力和拉力符合支護標準。防止因支護材料不達標造成的支護安全問題，要對巷道頂?shù)装暹M行實施觀測，出現(xiàn)移近量問題要及時解決。煤礦企業(yè)要加強對施工人員頂板支護管理的安全培訓，提高操作人員的安全意識和專業(yè)能力，將支護工作安全落實，禁止空頂操作。

4.4 選擇合適的掘進工藝和設備

掘進工藝和設備的選擇對于巷道的掘進速度有重要影響。因此，一定要根據(jù)掘進巷道的類型選擇合適的掘進工藝和設備。但是，在選擇掘進工藝和設備時，還要根據(jù)地質(zhì)條件做出相應的調(diào)整。例如：巖巷掘進時巖層的硬度比較大，采用綜掘法，掘進機的截齒磨損極為嚴重，這時應該采用鉆爆法進行掘進，不僅能提高掘進速度，還能節(jié)省掘進成本。此外，應該注重成套掘進設備的研發(fā)，主要是掘錨一體機的研發(fā)。從目前中國巷道掘進設備的發(fā)展趨勢來看，掘進機的穩(wěn)定性和可靠性還有待增強。這就要求科研單位積極引進國外先進的采掘思路和設備研制技術(shù)，提升中國巷道掘進設備與技術(shù)的研發(fā)能力。與此同時，還應該研發(fā)煤礦巷道掘進機器人，從而減少井下作業(yè)人數(shù)，降低安全風險，提高生產(chǎn)效率，降低礦工勞動強度。

5 結(jié)束語

綜上所述，在巷道中進行掘進施工以及支護的過程影響因素比較多，無論是設備的效率低還是地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復雜都容易對掘進和支護的結(jié)果造成影響。為此，在煤礦開采之前和開采的過程當中要對掘進和支護的工作進行仔細的分析，根據(jù)煤礦當中的實際情況來制定相應的策略，對于掘進和支護的工作要嚴格的進行管理從而提高施工的質(zhì)量，工作的效率和煤礦的開采量。

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