采掘工程巷道掘進和支護技術應用

摘要：在煤炭采礦工程掘進施工過程中，需要利用專門的掘進設備進行破煤與裝煤作業(yè)，并且將煤炭運輸?shù)街付ㄎ恢茫旱V巷道掘進機是最常用的掘進設備，不僅安全高效同時配備了完善的運輸設備，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對采掘巷道進行支護與加固。錨桿支護技術是全球煤炭行業(yè)應用最為廣泛的支護技術，能夠為巷道掘進技術的應用奠定堅實基礎。

關鍵詞：采掘工程;巷道掘進;支護技術;應用

1采礦工程中掘進和支護技術的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護技術是在掘進施工中經(jīng)常使用的支護方式，但是隨著采礦項目的增多，面臨的礦井施工環(huán)境和內(nèi)部構造也越來越復雜，在煤礦巷道掘進施工過程中受臨近空采區(qū)以及覆巖層的影響，現(xiàn)使用的巷道支護技術和工藝仍然存在需要改進的問題，這些問題的存在對掘進巷道施工的質(zhì)量和安全產(chǎn)生一定的影響。經(jīng)有關部門統(tǒng)計，我國在2018年-2020年間發(fā)生的煤礦頂板事故中，大部分都是由于支護工藝不到位、支護技術不合理所造成的。因此，為了保證煤礦施工過程中的安全性，需要對頂板支護中存在的問題進行解決。

2巷道掘進支護的施工要點

1精確把握施工時間。在巷道掘進支護施工中，圍巖會有一段時間處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，雖然其自穩(wěn)時間較短，但在施工中完全可以利用該時間段完成支護作業(yè);2優(yōu)化巷道位置。在施工開始前，需對巷道所處圍巖的種類及分布情況進行勘察，并結合勘察結果設計合理的掘進路線，盡量避開應力高度集中區(qū)域;3選擇合理的支護斷面。在巷道掘進支護施工中，常采用的巷道斷面有橢圓形和馬蹄形兩種，可結合圍巖的受力情況和巷道尺寸進行選擇;4提高圍巖強度。為進一步增強軟巖的強度，在實際施工中多采用錨桿和注漿的加固方式提升圍巖自身的承載能力，以減少后期的支護維修費用;5提高圍巖支護表力。巷道巖層表面的完整性直接關系到整個支護結構的穩(wěn)定性，且?guī)r層表面越完整，巷道的支護效果就越好。在巷道掘進支護施工中，可以通過噴水泥漿或錨桿增加預應力的方式，來提高圍巖支護表力;6提高圍巖的自承能力。在巷道掘進支護施工中，應充分考慮到圍巖的易變性，根據(jù)應力大小適度采用讓壓、卸壓的方式，以實現(xiàn)對巖層的有效加護。

3巷道掘進與支護技術的應用

3.1選擇合適的巷道掘進和支護方式

首先在最初的設計工作時就應該盡量避免比較復雜的區(qū)域，這樣施工的時候會更加方便從而節(jié)省了人員和支護的成本?，F(xiàn)在的科技水平比較發(fā)達，可以通過數(shù)據(jù)模型的方式先進行模擬，這樣才能保證安全性。為了能夠讓巷道掘進的工作順利進行所選用的設備一定要慎重，需要結合實際的情況來進行選擇。目前我國設計出來的設備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在掘進的同時進行支護的工作。例如，在進行軟巖巷道的掘進和支護時，一定要進行多次的支護工作，另外為了保證效果，還應該在巷道的表面鋪上混凝土并且需要安裝支護網(wǎng)。為了提高巷道附近的承重能力還應該在比較薄弱的地方增加錨固梁，這樣就能夠提高支護的效果，并且還能限制住巷道的變形。根據(jù)地形的不同，在煤礦中進行掘進時，為了保證掘進的效率必須要使用最適合的掘進設備，在使用設備的時候一定要注意工作面與頂棚之間的距離不能夠低于3m，一旦之間的距離太近，在經(jīng)過已經(jīng)出現(xiàn)破碎的頂板時就有可能將頂板刮落。并且我們現(xiàn)在所使用的懸臂式掘進設備技術還不太成熟，無法做到在掘進的同時對頂棚進行支護，因此需要根據(jù)實際情況設計一套如下圖的工裝能夠?qū)敯逄庍M行臨時的加固操作，這樣便能有效的降低頂板的安全問題。

3.2錨桿支護和錨注支護技術

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應力，以此來提高圍巖的承載性能，降低圍巖的剪切變形。錨桿支護技術是現(xiàn)如今最為常見的巷道支護技術，不僅成本較低同時應用簡單，能夠結合圍巖形變量適當調(diào)整支護強度。但是在高應力的制約下，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掘錨一體化技術

對于西方比較發(fā)達的國家而言，對于掘錨一體化的技術研究的比較透徹。因為利用掘錨設備開展工作的質(zhì)量比較高，礦道的安全系數(shù)相比較之下也更加的高，還有最重要的一點就是應用的范圍比較廣泛。掘錨一體的技術最主要的作用就是在礦道中進行掘進工作的同時對礦道進行支護的工作，這種技術在一些頂板條件不好的巷道中比較實用，能夠同時將挖掘的進度和巷道的安全兼顧。通過在當前各個煤礦所反饋回來的數(shù)據(jù)顯示，掘錨一體技術能夠提高50%以上的掘進效率，并且有效的改善了煤礦下的施工環(huán)境和掘進設備的性能指數(shù)。由此可見掘錨一體化技術對于我國煤礦資源的開采效率和礦道的安全性能有著顯著的作用，為了能夠讓煤礦資源的開采更加順利，應該對該項技術加大力度進行開發(fā)，從而讓煤礦的挖掘更加順利。

3.4通風防塵工作

在煤礦巷道掘進工作中，通風防塵工作是比較重要的部分與環(huán)節(jié)，在對煤礦巷道進行通風工作時，需要根據(jù)實際的施工情況來對通風機設備給予合理選擇，以此來充分發(fā)揮通風機的基本功能。同時，在通風防塵工作中，風筒也發(fā)揮著不可替代的作用，此時就需要結合實際情況來對通風機進行科學、合理的調(diào)節(jié)，以確保在多種復雜條件環(huán)境下通風機能夠正常工作。在通風防塵工作后，要按照要求全面對其工作情況給予全面、系統(tǒng)的分析，以確保煤礦開采工作的有效性。

結論

煤礦是我國重要的能源，在我國的發(fā)展中占據(jù)著不可動搖的地位，在采礦中合理應用巷道挖掘技術和支護技術，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。

參考文獻：

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[2]趙志安.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術的應用分析[J].商品與質(zhì)量，2019，（12）：161.

作者簡介：田朝輝，男，1975年10月出生，漢族，安徽省宿州市，大專學歷。