采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用對策

高耀江

山西省柳林縣應(yīng)急管理局 山西 呂梁 033300

前言

在煤礦開采過程中,巷道掘進(jìn)以及支護(hù)施工是其中的重要環(huán)節(jié),加強(qiáng)巷道掘進(jìn)與支護(hù)質(zhì)量控制對保證采礦工程的安全性有積極意義。因為礦山地質(zhì)應(yīng)力作用,會巷道掘進(jìn)的安全性產(chǎn)生極大威脅,一旦用力過大會導(dǎo)致巷道圍巖出現(xiàn)變形、位移等問題,影響采礦工作的穩(wěn)定性與持續(xù)性。因此,需要對巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用,提高巷道掘進(jìn)的安全性與穩(wěn)定性,保證采礦作業(yè)順利進(jìn)行。

1 采礦工程巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)特點(diǎn)分析

在采礦巷道施工過程中,鉆探爆破技術(shù)是比較常用的工藝類型,尤其是在地下隧道進(jìn)行施工時,該技術(shù)應(yīng)用比較普遍。為了保證鉆探爆破技術(shù)的有效性,需要對施工技術(shù)以及具體的施工組織進(jìn)行全面考慮。在電鉆驅(qū)動過程中,需要將煤層實(shí)際厚度考慮在爆破之間的距離內(nèi),工程師在設(shè)計過程中需要為爆破隧道提供科學(xué)以及可行的設(shè)計方案。與此同時,需要根據(jù)巷道的具體情況遵循特定原則開展爆破作業(yè)。一般情況下,煤層類似于巖巷道,在挖掘過程中具有一定的平滑性,可以利用單向掏槽的方式開展挖掘作業(yè)。如果在開挖后出現(xiàn)深層爆炸,需要根據(jù)具體的情況對相關(guān)措施進(jìn)行合理利用。如果噴射器橫截面比較小,一般可以利用復(fù)合式掏槽技術(shù)。如果存在軟巖層,在施工過程中需要布置掏槽,也就是在軟巖區(qū)域?qū)涌谶M(jìn)行固定,可以調(diào)整三個掏槽眼,保證間隙孔以及傾斜角在60度到90度之間。如果軟碳纖維橫截面比較窄,不建議利用爆破輔助功能。為了提高煤炭資源的開采效率和質(zhì)量,要注意在鉆孔爆破過程中考慮煤復(fù)核之間的關(guān)系。拾煤作業(yè)比較復(fù)雜,并且耗時比較長。在施工作業(yè)中,需要對專業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用,這些專業(yè)的裝煤機(jī)可以通過坡道進(jìn)行運(yùn)動,提高運(yùn)煤效率,保證運(yùn)煤的連續(xù)性[1]。

2 技術(shù)應(yīng)用

2.1 錨索支護(hù)技術(shù) 在采礦工程巷道掘進(jìn)以及支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中,錨索支護(hù)技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)類型。在煤炭開采過程中,地質(zhì)條件比較復(fù)雜多樣,軟巖是比較常見的巖石結(jié)構(gòu),很容易出現(xiàn)變形,并且穩(wěn)定性相對較差,松軟性相對較強(qiáng)。在巷道掘進(jìn)施工過程中一旦遇到軟巖,必須利用有效的錨索支護(hù)技術(shù),才能夠保證軟巖的穩(wěn)定性和安全性。一般情況下,在錨索支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中,需要考慮到高應(yīng)力作用下的軟巖巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。目前,國內(nèi)普遍應(yīng)用的錨索支護(hù)技術(shù)對軟巖的控制效果比較好,可以提高圍巖的安全性和穩(wěn)定性,保證采礦工程順利進(jìn)行。

2.2 機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù) 在巷道掘進(jìn)施工中,對機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用不僅可以提高效率,而且能夠保證施工人員的人身安全。在機(jī)械化掘進(jìn)施工過程中,一般需要由多種程序組成綜合機(jī)械設(shè)備。而機(jī)械設(shè)備主要包括懸臂式掘進(jìn)機(jī)器、運(yùn)輸機(jī)器、鉆井機(jī)器、工程用電設(shè)施以及通風(fēng)除塵工具設(shè)備等。這些機(jī)械設(shè)備可以通過掘進(jìn)機(jī)器進(jìn)行。掘進(jìn)設(shè)備能夠大大提高巷道掘進(jìn)效率。在對掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行應(yīng)用時,需要注意嚴(yán)格控制掘進(jìn)機(jī)的質(zhì)量,防止掘進(jìn)機(jī)使用性能出現(xiàn)問題而影響開采工程的進(jìn)度和質(zhì)量。在科技水平不斷發(fā)展和進(jìn)步的過程中,目前我國的掘進(jìn)機(jī)研發(fā)出已經(jīng)取得極大進(jìn)步,能夠基本滿足我國采礦工程的實(shí)際需求[2]。

2.3 連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù) 在采礦工程中可能存在大斷面煤巷,面對這種情況需要對連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。這是解決大斷面煤巷開采問題的重要技術(shù)類型。在連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用過程中,可以對開采流程進(jìn)行合理優(yōu)化,有利于提高煤巷掘進(jìn)的安全性以及施工效率。連續(xù)采煤機(jī)本身具有較強(qiáng)的優(yōu)勢,橫切面比較大,能夠承擔(dān)煤炭運(yùn)輸作業(yè),提高大斷面煤巷開采水平,并且能夠減少在傳統(tǒng)巷道掘進(jìn)施工過程中存在的問題。一般情況下,大斷面煤巷連續(xù)采煤挖掘技術(shù)在應(yīng)用過程中,需要根據(jù)煤巷的實(shí)際情況對不同方法進(jìn)行合理選擇。其中分層掘進(jìn)方法可以在兩個層開展不同層面的施工,在實(shí)際應(yīng)用中利用圓弧畫出大圓半徑能夠縮短巷道成型時間。除此之外,在巷道掘進(jìn)過程中對絞車進(jìn)行應(yīng)用,可以提高碴石運(yùn)輸效率,對掘進(jìn)流程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),保證巷道掘進(jìn)作業(yè)順利進(jìn)行,對提高巷道掘進(jìn)效率和質(zhì)量有積極幫助。

2.4 U型鋼支護(hù)技術(shù) U型鋼支護(hù)技術(shù)也是采礦工程巷道掘進(jìn)過程中的主要類型。U型鋼支護(hù)技術(shù)在金屬支架進(jìn)行有效應(yīng)用,可以充分發(fā)揮金屬支架伸縮性比較強(qiáng)的特點(diǎn)。從而抵抗在巷道掘進(jìn)過程中的高應(yīng)力。在巷道掘進(jìn)施工中,巷道可能會因為高應(yīng)力作用而出現(xiàn)擠壓變形問題,導(dǎo)致巷道掘進(jìn)的安全隱患增加。在這種情況下需要對金屬支架進(jìn)行有效應(yīng)用,分散高應(yīng)力。而對U型鋼支護(hù)技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用,可以在巷道出現(xiàn)變形后發(fā)揮良好的支護(hù)作用。但是需要注意在U型鋼支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中,一般是在圍巖變形之后應(yīng)用的支護(hù)技術(shù),在圍巖變形前對U型鋼支護(hù)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用不能達(dá)到預(yù)防作用。因此,一般情況下,U型鋼支護(hù)技術(shù)需要與其他支護(hù)技術(shù)進(jìn)行配合應(yīng)用,才能夠充分發(fā)揮作用,保證在巷道掘進(jìn)施工過程中圍巖的穩(wěn)定性和安全性[3]。

3 應(yīng)用策略

3.1 加強(qiáng)地質(zhì)勘探作業(yè) 為了保障采礦工程中巷道掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用效果,需要加強(qiáng)質(zhì)量控制工作,掌握環(huán)境因素對施工效率和施工安全性產(chǎn)生的不利影響。需要對地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行全面勘察,并且要完成地質(zhì)構(gòu)造全面分析作業(yè),掌握地質(zhì)構(gòu)造的具體情況,才能夠制定科學(xué)有效的巷道掘進(jìn)施工方案。在對地質(zhì)條件進(jìn)行勘探的過程中,需要對先進(jìn)的地質(zhì)勘察技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用和優(yōu)化,目前在地質(zhì)構(gòu)造研究過程中,我國的勘察技術(shù)仍然需要不斷提高。在確認(rèn)巷道地層時可以利用三維技術(shù)對地質(zhì)構(gòu)造情況進(jìn)行全面分析。一般情況下能夠掌握構(gòu)造的具體情況以及合理的采礦技術(shù)。在地質(zhì)勘探作業(yè)中,還需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析作業(yè),開展有效的地震研究工作,保證鉆孔施工的安全性。

3.2 加強(qiáng)瓦斯控制作業(yè),及時排放瓦斯 在巷道掘進(jìn)施工過程中,除了要考慮到支護(hù)技術(shù)的有效性之外,還要考慮整個環(huán)境的安全性。在煤礦開采過程中,瓦斯過多是不可避免的,瓦斯?jié)舛仍礁?發(fā)生爆炸的可能性會越高。因此,相關(guān)管理人員必須加強(qiáng)瓦斯收集作業(yè),利用有效的方式收集瓦斯,或者將廢物通道中的瓦斯量減至最少,盡可能對瓦斯進(jìn)行應(yīng)用。除了可以提高煤礦開采的經(jīng)濟(jì)效益之外,能夠在一定程度上保證巷道掘進(jìn)施工過程中的安全性。受隧道建設(shè)影響的工人,需要加強(qiáng)巷道掘進(jìn)作業(yè)中的氣體含量和空氣濃度監(jiān)測作業(yè),如果濃度達(dá)到一定量,必須及時釋放瓦斯氣體,保證開采人員的生命安全。

3.3 做好通風(fēng)除塵作業(yè) 在巷道掘進(jìn)施工過程中需要做好有效的通風(fēng)除塵作業(yè)。在隧道施工作業(yè)中粉末懸浮在空氣內(nèi),還會存在一定的有害氣體,例如二氧化碳或者瓦斯,為了保證施工人員的人身安全,必須及時清除巷道內(nèi)的灰塵和有害氣體。在巷道掘進(jìn)施工作業(yè)中,需要開展有效的通風(fēng)防塵作業(yè),一般可以安裝內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng),主要包括通風(fēng)設(shè)備以及自然空氣。在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計與安裝過程中,需要對設(shè)備的具體安裝位置進(jìn)行科學(xué)確定,保證內(nèi)部氣壓以及內(nèi)部通風(fēng)量能夠滿足巷道掘進(jìn)施工要求。通風(fēng)機(jī)需要與輔助系統(tǒng)進(jìn)行配合使用。這樣能夠有效清除腎臟內(nèi)的虧損以及有害氣體。對灰塵進(jìn)行處理時,工作人員可以使用真空吸塵器吸收大量灰塵,減少空氣內(nèi)的灰塵量。除此之外,在巷道掘進(jìn)作業(yè)中,還需要重視對隧道溫度和濕度的監(jiān)測作業(yè),一旦發(fā)現(xiàn)異常情況需要及時采取有效措施解決,保證巷道掘進(jìn)的安全性。

3.4 對巷道掘進(jìn)施工工藝進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化 在采礦工程鉆探過程中還存在一些問題會影響巷道掘進(jìn)施工安全,為了保證采礦工程能夠順利進(jìn)行,需要對巷道掘進(jìn)施工工藝進(jìn)行有效改進(jìn)。可以利用交叉操作的橫向切割工藝提高巷道掘進(jìn)施工水平。在該施工技術(shù)應(yīng)用過程中可以進(jìn)行道路開挖,必須保證其能夠滿足采礦工程的相關(guān)法律法規(guī),因為工藝技術(shù)能夠提高隧道掘進(jìn)效率和速度,因此。在應(yīng)用過程中可以同時進(jìn)行最近和巷道支護(hù)作業(yè),有利于提高施工效率和安全性。與此同時,可以根據(jù)相當(dāng)決定的具體要求對工序進(jìn)行科學(xué)分配,對巷道開挖方式進(jìn)行改進(jìn)。

4 結(jié)語

總而言之,在采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)施工過程中,為了保證巷道掘進(jìn)的安全性和穩(wěn)定性,需要對先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)和掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用。同時需要加強(qiáng)巷道掘進(jìn)施工的質(zhì)量控制作業(yè),對一些應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確把握,提高巷道圍巖的安全性和整體性。在巷道掘進(jìn)支護(hù)過程中,為了把握巷道掘進(jìn)施工方法,需要對錨索支護(hù)技術(shù)、機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)、連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)以及U型鋼支護(hù)技術(shù)有全面認(rèn)識,保證每一種技術(shù)的應(yīng)用效果。除此之外,在巷道掘進(jìn)作業(yè)中,需要重視地質(zhì)勘探工作,加強(qiáng)瓦斯控制作業(yè),及時排放巷道內(nèi)的瓦斯,還要做好有效的通風(fēng)除塵工作。并且要對巷道掘進(jìn)施工工藝進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。這樣能夠提高巷道掘進(jìn)施工效率,保證巷道掘進(jìn)安全性,充分發(fā)揮支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。這對促進(jìn)我國采礦行業(yè)的不斷發(fā)展也有積極意義。