采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

劉艷寧

摘? 要：自十九世紀(jì)以來，我國采礦產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，特別是在山西、新疆、內(nèi)蒙古等地區(qū)。隨著的采礦深入發(fā)展，工程中巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的使用也越來越吸引到大家的注意力。但也正是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了使效益最大化，采礦公司傾向于在采礦過程中減少支護(hù)工作，這對采礦工作的安全構(gòu)成了風(fēng)險(xiǎn)。掘進(jìn)、支護(hù)結(jié)合各工藝間的合作，加強(qiáng)和改進(jìn)，減少安全事故，提高整體開采技術(shù)水平，是實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)安全的保障。巷道掘進(jìn)建設(shè)占采礦工作的很大一部分，設(shè)備技術(shù)的發(fā)展為道路施工提供了很大的保障，為實(shí)現(xiàn)質(zhì)量、安全和效率奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。采礦工程不僅對隧道的技術(shù)有要求而且主要依賴于支護(hù)技術(shù)，由此可見，支護(hù)技術(shù)在開采過程中的重要性。

關(guān)鍵詞：采礦工程;巷道掘進(jìn);支護(hù)技術(shù);應(yīng)用實(shí)踐

在目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，我們對煤炭和石油的需求越來越大，各個(gè)行業(yè)都需要礦業(yè)的支撐，但也因?yàn)槿绱?，我國對于礦業(yè)開采越來越多，淺層的礦資源已經(jīng)大部分都被挖掘出來并且使用了，接下來將要對深層的礦產(chǎn)資源進(jìn)行開發(fā)。但挖掘深層的礦產(chǎn)資源對于挖掘技術(shù)有更高的要求，而且不同的地質(zhì)和土壤也對巷道掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)有不同的要求。本文將從巷道支護(hù)技術(shù)的種類，采礦過程中巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)面對的主要問題以及應(yīng)用要點(diǎn)來進(jìn)行分析，如何提高巷道掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)，如何快速實(shí)現(xiàn)采礦巷道建設(shè)，保護(hù)采礦工人的人身安全，對采礦建設(shè)提出一點(diǎn)點(diǎn)建議。

一、煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的種類

煤礦井下巷道支護(hù)的種類有以下幾種，錨桿支護(hù)，錨桿錨網(wǎng)支護(hù)，錨桿錨梁支護(hù)，錨桿錨網(wǎng)噴漿支護(hù)，素噴漿支護(hù)，碹石起拱支護(hù)，現(xiàn)澆鋼筋水泥支護(hù)，U型鋼支護(hù)，工字鋼三節(jié)棚支護(hù)，裸體支護(hù)。目前我國采礦業(yè)主要利用這些途徑來進(jìn)行巷道支護(hù)。同時(shí)，煤礦巷道也分為幾種不同的巷道，有開拓的、準(zhǔn)備的和回采的巷道，就因此進(jìn)行深部挖礦的時(shí)候成本就比淺部挖礦成本要高。不同的巷道和挖礦所處的地理位置和作用決定了支撐它的方式和形式。確保路途中程和巷道的安全和維護(hù)是最重要的，因?yàn)檫@條道路主要是交通和通風(fēng)系統(tǒng)的組成部分。通道的支架也取決于礦洞內(nèi)部的壓力，由于巷道有不同的樣式和巷道長度各有不同，也有沉淀物、壓力不同、巖石結(jié)構(gòu)等因素的影響。因此，必須根據(jù)不同情況決定使用哪種支護(hù)技術(shù)[1]。

二、采礦工程巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)存在的主要問題

1、煤礦巷道斷面所造成的影響

我國煤礦常用的斷面有梯形、直墻拱形和矩形，矩形的巷道斷面利用率高一點(diǎn)，一般用于頂壓、側(cè)壓較小的巷道。梯形巷道截面小于矩形，可以降低頂部壓力，能承受略大的側(cè)向壓力?？箟旱膱A形弧優(yōu)于三心拱，并容易形成弧形，但利用率是弧形低于三心拱，但高于半圓弧形。因此，巷道內(nèi)的壓力對于巷道掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)有較大影響。因?yàn)橛袎毫ο锏谰蛷澢?，所以運(yùn)輸煤炭車的行駛的空間就會受到限制，受限制的程度隨著時(shí)間增長能源供應(yīng)量會大大減少[2]。同樣，使用原始技術(shù)大大降低了利用效率，并會一定程度上影響工作人員的健康，因此一旦發(fā)生災(zāi)難，將對人力資源和社會保障造成嚴(yán)重影響。此外，由于煤礦巷道斷面太小，導(dǎo)致許多大型機(jī)器都不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這對生產(chǎn)效率的提高也是一個(gè)大大的阻礙，因此要解決巷道內(nèi)斷面老舊受壓力彎曲的影響，建造抗壓性強(qiáng)的巷道斷面。

2、煤礦巷道結(jié)構(gòu)不合理

煤礦巷道的結(jié)構(gòu)，正如上文所說的與煤礦巷道斷面所造成的影響有關(guān)，巷道結(jié)構(gòu)太小了，導(dǎo)致巷道內(nèi)空間不夠大機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)困難， 大多數(shù)原發(fā)性巷道的建筑形式相對簡單，在設(shè)計(jì)了弧形建筑頂層架構(gòu)之后，這樣雖然同時(shí)增加了巷道的承載力，但是機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)入，甚至可能堵住機(jī)器進(jìn)去的入口。目前，一些煤礦公司將原有巷道的設(shè)計(jì)改為方形巷道，同時(shí)安裝了多個(gè)巷道。這種設(shè)計(jì)保障了巷道內(nèi)的安全性，讓多臺機(jī)器同時(shí)使用也不會難以運(yùn)行;并確保了礦井內(nèi)空氣的自由流通，減少礦井內(nèi)工人窒息和瓦斯爆炸的可能性。因此，礦產(chǎn)企業(yè)可以借鑒優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方法，找到更科學(xué)、更合適的巷道設(shè)計(jì)，提高掘進(jìn)和養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

3、地質(zhì)條件和溫濕度

客觀存在的地質(zhì)條件是不能改變的。復(fù)雜斷層褶皺的巖石，巖石硬度、儲存天然氣和水接頭裂紋的礦井地質(zhì)結(jié)構(gòu)的條件增加的難度不僅在于巷道開挖及支護(hù)，而且在于項(xiàng)目的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，在正式開挖巷道之前，必須對礦區(qū)的地質(zhì)特征進(jìn)行研究，并采用測繪技術(shù)對于礦區(qū)周圍區(qū)域地表以下可能存在的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，跳過儲水洞以及儲氣洞等地質(zhì)條件。除此之外，還有地下土壤的溫度和濕度，濕度大的土壤要坍塌的可能性就越大，就更加要注重于支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用，對于濕度較小的土質(zhì)，也對于巷道的掘進(jìn)具有一定的困難，干燥的土壤使得掘進(jìn)有點(diǎn)艱難運(yùn)行，要克服這些問題，在開采前進(jìn)行探索與檢查，尋找最佳的開采地點(diǎn)。

三、采礦工程巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

1、注意通風(fēng)透氣，空氣流通

由于巷道掘進(jìn)是在地底下進(jìn)行工作的，地面下缺少氧氣，同時(shí)通風(fēng)透氣也不流暢，但是人體的呼吸需要氧氣，且地下微量元素多，不注重通風(fēng)透氣的話，容易造成爆炸或者窒息。在我國之前，也有許多因?yàn)橄锏纼?nèi)通風(fēng)不暢造成的不幸案例，同時(shí)巷道內(nèi)的粉塵的土壤也容易對工作人員的生命健康造成危害，因此采礦企業(yè)必須注重礦場內(nèi)部通風(fēng)結(jié)構(gòu)的建設(shè)，要對礦道內(nèi)的壓強(qiáng)以及使用的風(fēng)量進(jìn)行測量，來選取合適的風(fēng)筒，確保空氣足夠。

2、注重瓦斯排放

瓦斯就是普通人對氣體燃料的統(tǒng)稱，難溶于水，滲透力很強(qiáng)，不能助燃也不能維持呼吸，達(dá)到一定的濃度容易使人窒息，并且會發(fā)生燃燒和爆炸，且遇到明火會發(fā)生爆炸，所以在礦井下要杜絕明火，也要及時(shí)將產(chǎn)生的瓦斯通過排風(fēng)筒排出，采取必要的安全措施，也可采用一直使用的將金絲雀帶進(jìn)礦洞檢測瓦斯氣體濃度，瓦斯氣體濃度高金絲雀就會昏迷，從而提醒礦工及時(shí)撤離礦洞，保障礦工的安全。并且也需要經(jīng)常性地測量礦洞內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，在瓦斯?jié)舛雀叩臅r(shí)候一定不能進(jìn)行開采，一定要在濃度低于正常值得時(shí)候進(jìn)行開采[3]。

3、把握掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)

掘進(jìn)技術(shù)有主要工序和輔助工序，有全斷面掘進(jìn)法、導(dǎo)洞法、分部開挖法、也有爆破技術(shù)。在運(yùn)用鉆爆法技術(shù)時(shí)，必須嚴(yán)格控制和掌握相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。根據(jù)地質(zhì)條件、斷面的大小和支護(hù)的技術(shù)來確認(rèn)選定掘進(jìn)方式。為了獲取最佳的鉆爆時(shí)間，它主要在施工過程中布置一條準(zhǔn)確的爆破線，以獲得最佳的爆裂效果， 對爆破效果進(jìn)行綜合分析和爆破計(jì)算間隔時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保負(fù)載的正確性和合理性，為隧道工程的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。同時(shí)其他幾種掘進(jìn)方法也可以采用，還有一種綜合機(jī)械化掘進(jìn)，能夠大大地加快掘進(jìn)速度，促進(jìn)巷道掘進(jìn)發(fā)展，提高效率。

四、結(jié)束語

綜上所述，巷道掘進(jìn)于支護(hù)技術(shù)是采礦工程中不可缺少的一步，為了在開采過程中提高掘進(jìn)效率，保證掘進(jìn)質(zhì)量的可靠性和安全性，必須對掘進(jìn)技術(shù)的各個(gè)方面都有所掌握，并且要特別注意的就是支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用。首先就要注意把握好巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)所存在的問題，采礦過程中把握巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，注意通風(fēng)透氣，保持空氣流通，不能拿生命開玩笑，要堅(jiān)持生命安全放在第一。同時(shí)，企業(yè)要把握掘進(jìn)技術(shù)的要點(diǎn)，根據(jù)目前所發(fā)現(xiàn)的問題，得出相應(yīng)的舉措，建立健全完整的監(jiān)測機(jī)制，不斷完善監(jiān)測系統(tǒng)，加大巷道掘進(jìn)和支護(hù)應(yīng)用研究力度，以促進(jìn)我國采礦工程中巷道技術(shù)和支護(hù)技術(shù)科學(xué)合理地發(fā)展，保障采礦過程中工人的生命安全，促進(jìn)采礦業(yè)的良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 方銘. 煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 工程建設(shè)（重慶）， 2021， 4（2）：3.

[2] 馮炳文. 煤礦采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析[J]. 當(dāng)代化工研究， 2021（7）：2.

[3] 孫保財(cái). 采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 當(dāng)代化工研究， 2021（13）：2.