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

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（陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)長(zhǎng)溝煤礦有限責(zé)任公司 山西 032700）

1.巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重要性

在煤礦資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于很多煤礦資源處于地下復(fù)雜的環(huán)境條件下，在開(kāi)采過(guò)程中存在著諸多的不確定性風(fēng)險(xiǎn)，為保障煤礦資源的順利開(kāi)發(fā)，煤礦企業(yè)需要在作業(yè)之前進(jìn)行詳細(xì)的開(kāi)采流程制定，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上保障開(kāi)發(fā)工作的順利進(jìn)行，保障開(kāi)發(fā)的安全性。地下開(kāi)采作業(yè)中，采礦人員必須要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，結(jié)合煤礦的分布條件，做好施工地下的場(chǎng)地支撐，進(jìn)而為資源開(kāi)采創(chuàng)造相對(duì)安全的環(huán)境條件，使得在整個(gè)的煤礦資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，相關(guān)人員能夠及時(shí)將煤炭開(kāi)發(fā)出來(lái)的煤炭運(yùn)送出去，而在此過(guò)程中，對(duì)于支架保護(hù)方法的要求相對(duì)較高。

巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用是為了保障煤炭資源的高效開(kāi)發(fā)，通過(guò)這些技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，能夠使得開(kāi)采作業(yè)穩(wěn)步進(jìn)行，并結(jié)合實(shí)際的工期要求，保障作業(yè)的安全性、高效性。煤礦所處的地下環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，在資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中常常會(huì)存在諸多的限制，極易誘發(fā)現(xiàn)場(chǎng)塌方等安全事故，只有保障了掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，才能夠從根本上預(yù)防各類事故的出現(xiàn)，為開(kāi)采作業(yè)創(chuàng)造相對(duì)安全的井下環(huán)境。

2.煤礦采礦工程中巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的要點(diǎn)

（1）做好地質(zhì)勘探工作。在煤礦資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為保障資源的順利開(kāi)發(fā)，提高作業(yè)的安全性，必須要注重巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。而技術(shù)應(yīng)用的前提就是有關(guān)人員需要切實(shí)做好煤礦采礦工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘探工作，只有在掌握了工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件以后，方可在多種的掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)中選擇最符合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件的技術(shù)，以保障技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。因此，無(wú)論是任何的煤礦采礦工程，在實(shí)際的開(kāi)采作用中，都需要切實(shí)做好煤礦相應(yīng)的地質(zhì)勘探工作，應(yīng)用科學(xué)的勘測(cè)技術(shù)，保障工程現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘探資料的完整性與準(zhǔn)確性，使得整個(gè)的開(kāi)采作業(yè)能夠順利進(jìn)行，煤礦采礦工程的地質(zhì)勘探過(guò)程中，可以充分應(yīng)用三維地震勘探方式。

（2）綜合機(jī)械化掘進(jìn)。煤礦的開(kāi)采作業(yè)中，巷道掘進(jìn)與支護(hù)作為其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在實(shí)際的施工作業(yè)中，往往需借助于專業(yè)的機(jī)械設(shè)備來(lái)完成。掘進(jìn)機(jī)械的選擇與應(yīng)用在很多時(shí)候會(huì)對(duì)開(kāi)采作業(yè)起到關(guān)鍵性的作用?，F(xiàn)階段，隨著技術(shù)的進(jìn)步，掘進(jìn)機(jī)械也日益進(jìn)步，且不同的掘進(jìn)機(jī)械適用于不同的條件，在煤礦采礦工程中，采礦企業(yè)需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，來(lái)進(jìn)行掘進(jìn)技術(shù)、掘進(jìn)設(shè)備的選擇，如綜合技術(shù)掘進(jìn)、半煤半巖石技術(shù)掘進(jìn)、全煤巖技術(shù)掘進(jìn)等都是應(yīng)用較多的技術(shù)，而掘進(jìn)設(shè)備上，可以選用懸掛式掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)換機(jī)與電鉆機(jī)械等的配合來(lái)完成?？傊旱V采礦工程中，相關(guān)人員必須要結(jié)合采礦工程的具體情況，選擇掘進(jìn)技術(shù)與設(shè)備。

（3）瓦斯的排放在煤礦采礦工程中，瓦斯?jié)舛瘸^(guò)了正常的限值將會(huì)使得采礦工程面臨較大的安全威脅，因此，在掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，同樣需要注重瓦斯的抽放，將礦井內(nèi)的瓦斯?jié)舛瓤刂圃诤侠淼姆秶鷥?nèi)。在煤礦掘進(jìn)作業(yè)開(kāi)始之前，專業(yè)人員必須要詳細(xì)了解煤礦通道內(nèi)是否存在瓦斯，是否需要進(jìn)行瓦斯的抽取，如果抽取方式應(yīng)用不合理，或者抽放不徹底，都會(huì)在后續(xù)的采礦工程中出現(xiàn)較大的安全事故。

（4）做好通風(fēng)防塵工作巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，往往會(huì)伴隨著大量的粉末，甚至?xí)霈F(xiàn)一些有害氣體，比如二氧化碳，這種情況下，必須要及時(shí)對(duì)這些有害氣體、粉末進(jìn)行處理，一旦處理不及時(shí)，可能會(huì)對(duì)采礦作業(yè)人員的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。通常條件下，針對(duì)這種方式最為有效的處理就是進(jìn)行通風(fēng)防塵，在井下相應(yīng)的位置進(jìn)行排風(fēng)裝置的設(shè)置，在排風(fēng)裝置的安裝過(guò)程中，主要包含了設(shè)備通風(fēng)與自然風(fēng)，在安裝的過(guò)程中需妥善處理好二者之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，使得進(jìn)入礦井內(nèi)的風(fēng)量能夠滿足實(shí)際的需求，創(chuàng)造更為安全、穩(wěn)定的井下作業(yè)環(huán)境。在一些礦井作業(yè)中，還可以利用吸塵機(jī)來(lái)進(jìn)行粉塵的處理，以降低井下通道內(nèi)粉塵的含量。

3.煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

(1)綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)在煤巷中的應(yīng)用

煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)中，綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用極其廣泛，而在這一技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，大多數(shù)的煤礦企業(yè)都會(huì)選用懸臂式掘進(jìn)機(jī)作為主要的機(jī)械設(shè)備。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，此機(jī)械設(shè)備還會(huì)與轉(zhuǎn)載機(jī)、錨桿鉆機(jī)等充分配合。如果在綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，所選用的掘進(jìn)機(jī)械性能越好，就越能夠保障掘進(jìn)的效率。因此，現(xiàn)階段煤礦生產(chǎn)過(guò)程中懸臂式掘進(jìn)機(jī)的充分應(yīng)用，在一定程度上保障了較高的作業(yè)效率，有效實(shí)現(xiàn)了資源的合理應(yīng)用。

(2)連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)在大斷面煤巷的應(yīng)用

一些煤礦的開(kāi)采作業(yè)中，有時(shí)會(huì)遇到大斷面煤巷的情況，這種煤巷的作業(yè)環(huán)境相對(duì)特殊，在挖掘作業(yè)中，連續(xù)采煤機(jī)更為適用，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，相關(guān)人員需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，來(lái)對(duì)相應(yīng)的流程加以優(yōu)化，使得掘進(jìn)作業(yè)更為安全與高效。連續(xù)采煤機(jī)與其他的設(shè)備有所不同，其本身的截割寬度較大，在作業(yè)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)集煤、裝運(yùn)與運(yùn)走的集成，工序更為簡(jiǎn)單，有效避免了大斷面對(duì)掘進(jìn)工作的不利影響。大斷面煤巷環(huán)境下如果采用的是連續(xù)采煤機(jī)來(lái)進(jìn)行掘進(jìn)，一般需分上下兩層來(lái)進(jìn)行，這種分層掘進(jìn)的方式對(duì)工藝流程實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化，利用畫(huà)弧的方式能夠確定大圓半徑，保障成型效果。

(3)錨注支護(hù)技術(shù)在軟巖動(dòng)壓巷道的應(yīng)用

軟巖動(dòng)壓巷道作業(yè)更為復(fù)雜，為保障掘進(jìn)與支護(hù)工作的順利推進(jìn)，采礦作業(yè)人員需在實(shí)際的工作過(guò)程中，以錨桿支護(hù)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用注漿鞏固技術(shù)，形成錨注支護(hù)技術(shù)，這一技術(shù)是傳統(tǒng)技術(shù)上的創(chuàng)新，能夠充分發(fā)揮錨固技術(shù)與注漿技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，利用注漿的方式來(lái)改善軟巖的性能，從而使得軟巖的強(qiáng)度有所提升。在煤礦采掘作業(yè)中，如果面臨的是軟巖的作業(yè)環(huán)境，通過(guò)錨注支護(hù)技術(shù)，能夠大大減少軟巖破碎的發(fā)生，提高巖壁的穩(wěn)定性，進(jìn)而使得整個(gè)的采礦作業(yè)更為安全。

(4)全螺紋錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

全螺紋錨桿是全螺紋錨桿支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵，這種錨桿的性能相對(duì)特殊，可以有效避免傳統(tǒng)錨桿支護(hù)技術(shù)下存在的各種問(wèn)題。與普通的錨桿相比，全螺紋錨桿的應(yīng)用過(guò)程中省去了對(duì)螺紋的二次加工與緊固環(huán)節(jié)。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，也就保障了錨桿強(qiáng)度的均勻分布，全螺紋錨桿技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程中，基本上不存在側(cè)壓力集中所引發(fā)的薄弱截面斷裂情況。此外，全螺紋錨桿的生產(chǎn)成本較低，可以被廣泛地應(yīng)用于各類巷道中，應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了巷道支護(hù)成本的控制，還使得巷道支護(hù)工序大大減少，保障了巷道支護(hù)質(zhì)量。

(5)沿空留巷技術(shù)在巷道的應(yīng)用

以某煤礦采礦工程為例，主采煤層為單一高瓦斯突出煤層，采礦作業(yè)區(qū)域內(nèi)的防突難度相對(duì)較高，在巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，安全性難以保障，且掘進(jìn)速度相對(duì)較慢，整體的掘進(jìn)成本相對(duì)較高?，F(xiàn)有工作面接替順序?yàn)樘?，這種情況下，可能會(huì)造成孤島工作面的形成，突出煤層中的孤島工作面掘進(jìn)、回采過(guò)程中煤與瓦斯突出的現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全威脅，再加上采深較大，開(kāi)采事故發(fā)生的概率相對(duì)較高。從此煤層分布的實(shí)際情況來(lái)看，大埋深突出煤層巷道、采掘接替緊張是造成掘進(jìn)、支護(hù)技術(shù)難度較大的直接原因，而在此開(kāi)采條件下，利用沿空留巷技術(shù)能夠有效解決此類問(wèn)題。

綜合分析此采礦工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，充填留2106機(jī)巷，充填流程主要包含了矸石破碎、矸石倉(cāng)、皮帶運(yùn)輸、螺旋輸送機(jī)加膠結(jié)料、混合攪拌、上充填運(yùn)輸機(jī)、矸石充填、矸石擠壓強(qiáng)化、移架、下一循環(huán)充填。而巷道支護(hù)主要包含了超前較強(qiáng)支護(hù)、巷內(nèi)加強(qiáng)支護(hù)、巷道整修。在留巷整修施工環(huán)節(jié)，有關(guān)人員需從工作面切眼處開(kāi)始留巷，將此作為下一個(gè)工作面的風(fēng)巷。整修工作中，沿空巷道的整修作業(yè)一般在工作面120m后的位置處，但是其具體的距離需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)礦壓觀測(cè)的結(jié)果來(lái)決定。巷道整修時(shí)，由于巷道內(nèi)有輸送充填料的吊掛式皮帶，可以直接將矸石裝入皮帶運(yùn)送到輸充填地點(diǎn)來(lái)完成充填作業(yè)，在整修結(jié)束以后進(jìn)行軌道的鋪設(shè)。

4.結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，各個(gè)煤礦采礦工程的實(shí)施過(guò)程中，對(duì)于掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)都提出了更高的要求，為了保障采礦作業(yè)的高效進(jìn)行，避免采礦工程實(shí)施中各種不利因素的影響，相關(guān)人員在實(shí)際的工作過(guò)程中，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件，選擇恰當(dāng)?shù)木蜻M(jìn)與支護(hù)技術(shù)，還需要不斷地加強(qiáng)使用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，提高采礦作業(yè)的整體效益。