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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 190 关于采矿工程巷道掘进与支护技术研究 邵林福 六盘水恒鼎实业有限公司盘县乐民镇洪兴煤矿，贵州 六盘水 553504 摘要：摘要：近年来，由于对矿产的需求日益增长，我国的矿产开采量也在不断增加。在矿产开采过程中，为了确保安全、有效地完成采矿任务，必须严格按照规定的技术操作规范和流程标准进行施工，并且根据实际情况不断改进，以达到最佳地采矿效果。本文首先分析了在采矿工程中，影响巷道掘进和支护技术质量的主要因素，并对采矿工程巷道掘进技术和支护技术要点展开了分析，以供参考。关键词：关键词：采矿工程；巷道；掘进；支护技术 中图分类号：中图分类号：TD823 巷道是矿产开采的重要运输途径，其巷道掘进及支护施工的质量都直接决定了采矿工程的安全性、稳定性以及开采效率。如果巷道的质量存在缺陷，这将对接下来的作业造成极大的影响，甚至可能危及人身和财产的安全。显然，对于矿产开采项目来说，加强巷道掘进和支护施工具有极其重要的意义。1 影响巷道掘进和支护技术的主要因素 1.1 作业人员的能力 随着中国经济的高速发展和能源结构的优化，现代矿产开采企业必须积极投入资源，不断提升技术水平和管理能力，以满足社会的需求，实现可持续发展。当前，在一些矿山开采作业中，许多工序仍然需要井下工作者实施作业。因此，煤矿在开采之前，为所有相关工作人员提供专业的培训和学习，促其提高安全意识，并且具备足够的专业知识和技能，保证持证上岗。1.2 巷道围岩的强度 围岩强度对巷道的稳定性具有重要的影响，必须经技术人员勘测围岩强度，唯有在强度具备支撑功能的状况下，方为满足标准。采用锚杆技术主动支护可以显著提升围岩的强度，从而为巷道提供更加稳固的支撑。对于巷道围岩的强度勘测而言，地质应力的承受能力是最重要的指标，其大小取决于顶板位移的变化。当顶板位移减少时，承受的荷载也会相应提升，从而导致地质应力也会相应上升。在开采时，要确保在关键点实施巷道掘进，在这当中支护作业对围岩强度有着很大的关系，对围岩状况实施更深地研究后，可以确保支护工作的顺利开展。1.3 地质环境 地质条件是决定巷道挖掘速度的重要因素。如果地质条件非常复杂，例如软岩、断层和水渗透，这将严重影响挖掘的顺利进行，并可能危及施工人员的生命安全。因此，为了确保巷道的安全和顺利施工，专业技术人员应当仔细研究巷道的地质状况，结合当地的特点，采取有效的措施来确保施工的安全性。1.4 地应力因素 地应力的大小对开采的安全性有着至关重要的影响，如果地应力过大，将会导致岩体位移加剧，从而使支护工具受到严重的破坏，煤层也会出现断裂等现象，造成巨大的损失。为确保采矿活动的安全有序的进行，必须加强对可能出现的风险的预警和控制，并且严格执行勘探标准，以确保采矿活动的有效性和安全性，同时也需要建立和完善有效的管理机制。此外，当进行巷道挖掘和支护施工时，施工人员应确保所使用的技术方案符合科学标准，并建立完善的支撑结构，以确保采矿工程的顺利实施。2 采矿工程巷道掘进技术要点 2.1 光面爆破技术 采用光面爆破技术能够显著提高巷道掘进的施工效率，因此已经成为巷道掘进的重要方式之一。在开采过程中，应用光面爆破技术，可以更好地控制爆破过程，同时也可以产生相关的联动效应，从而更好地控制周边爆破点的爆破。此外，该技术是一种叠加的方法，可以将爆炸面形成围岩区，为后续的施工提供了良好的基础。不过，在采用此项技术之前，应当仔中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 191 细规划炮眼的位置，精确估算炸药的用量以及爆破点的间隔，并且根据爆破区域的具体条件，精心组织爆破施工，以期达到更高的作业效率。2.2 综合机械化掘进技术 使用综合机械化掘进技术，能够有效地解决常规掘进工序中存在的问题，尤其是在大断面岩巷的掘进中，具有更为强大的适用性。然而，因为我国的机械化掘进技术发展相对落后，当前，还处于初期阶段，所以在将其应用于实际的生产时，还需使用转载机、锚杆钻机以及悬臂式掘进机等。转载机的作用是实施刮板输送；锚杆钻机的作用是打眼支护；悬臂式掘进机的作用主要是挖掘；目前新出现一种多功能的掘进设备盾构机，能够在巷道中进行钻孔和掘进，并负责截割、装载和运输。通过应用多种功能的机械化掘进技术，我国已经成功地开发出了一系列先进的掘进机，可以在深达数千米的岩石巷道中实现高效、灵活的开采，并且可以有效地应对软岩地应力和低温高压等环境挑战。2.3 连续采矿机掘进技术 在采矿作业中，大断面巷道是一种普遍存在的现象，其环境条件十分复杂，因此，施工效率相对较低。为了确保施工安全和高效，应当采用连续采矿机掘进技术，并制定出科学合理地掘进计划和方案，不但可以更有效地完成后期的开采工作，而且与传统的机械设备相比，其性能更加出色，操作更加便捷，可以显著提升掘进作业的效率。采用连续式挖掘机的掘进技术，其特点是分层挖掘。在实际操作中，挖掘作业的合理性和标准化至关重要，必须严格遵循工艺步骤方可确保施工的安全性和质量。另外，使用胶带运输机以及别的必要的设施，不仅能够保证持续地工作，还能够大幅提升工作效率，并确保安全。2.4 位姿检测与纠偏技术 巷道掘进机一般在地下有限空间中进行作业，所使用的定位检测技术属于室内导航领域，具体的定位技术由于检测信号的不同各具优缺点。然而，由于巷道环境和掘进机设备的运动，传统的定位技术很难达到准确的位置检测要求，甚至不可能实现对掘进机的位姿的自动监控。为解决这一问题，国内外的相关研究人员进行了大量的研究，其中捷联惯导组合定位技术表现出卓越的可靠性，可以有效地应用于受限的环境，而且在实践应用时，也不会造成任何累积的偏差。捷联惯导组合定位系统可在掘进机机身进行固定，实施坐标标定，并通过激光测绘仪获取设备模块的三维坐标值，再利用姿态估算方程进行运算，从而精确定位掘进机的位姿。3 巷道工程支护技术的要点分析 3.1 临时支护技术要点 临时支护技术通常是在矿山开采中，结合矿山开采现实需求所使用的临时支护方法。例如，对于一些采矿区矿井的掘进状况，可以使用机组前探梁支护，以利于后期工作人员进行支护。通过使用临时支护技术，不但能够确保工人的安全，而且能够大幅度缩短施工周期。现阶段的临时支护技术在应用结构上，大部分使用的均为金属支架，这不但有效增强的支架的强度，而且具有安装便捷和可重复使用的特点。3.2 巷道联合支护技术要点 通过应用耦合平衡支护原理能够发现，在巷道的深部，通过将锚固区与钢带结合起来，能够有效地避免围岩变形问题。所以在结合锚链后，不但能够使深部岩石的承载力得到提高，同时，还能在其深部构成一个具有较强承载力的结构；在其出现变形时，即会成为一个小型结构，继而为巷道平稳性提供保证。3.3 U 型钢支护技术要点 U 型钢技术可以有效地抵抗高应力。其利用金属支架的伸缩性，可以有效地分散巷道中的高应力，从而减少巷道变形带来的危险。此外，U 型钢技术还可以有效地预防围岩的变形，从而使巷道的安全性得到有效的保障。3.4 混凝土支护技术要点 混凝土支护技术指的是通过喷射混凝土，使之构成混凝土结构的支撑架，随后融合锚杆支护技术进行作业。这样的施工工艺可以有效预防岩石剥落，稳固围岩。设备的布局对于支护质量和施工效率至关重要，因此，应当合理安排混凝土喷射设备，确保其间的距离恰当。在巷道掘进完成之后，施工人员应当严格遵守施工流程，首先安装临时支护，并采用混凝土喷射技术来增加其稳固性和安全性。此外，在锚杆的安装过程中，应当精心把握每一个细节，采用锚网混凝土喷射的方法，加强金属网的结构强度，从而实现最佳中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 192 的支护效果。3.5 锚注支护技术要点 在不同的巷道中，工作条件各不相同。在软岩动压巷道中，工作条件非常复杂，并且充满危险。所以，为了确保巷道施工的安全，应根据具体情况科学地选择最佳的支撑技术。比如锚杆支护技术已成为软岩动压巷道施工的一种重要手段，并受到广泛应用。通过引入注浆技术，锚杆支护技术不仅可以显著提升软岩的强度，而且还能够极大地改善支护效果和施工质量。此外，该支护技术还能够有效地防止软岩脱离，从而为矿工的安全提供更加可靠的保障。3.6 全螺纹锚杆支护技术要点 应用全螺纹锚杆支护技术可以显著提升掘进作业效率，同时有效控制施工成本，这种技术具有较高的适应性，可以根据不同的作业环境，灵活调整和简化巷道支护技术，从而确保支护质量和掘进施工安全。3.7 支架支护技术 3.7.1 金属支架巷道支护技术 采用金属支架巷道支撑技术，不仅可以满足短期的安全需求，还可以实现长期的安全保障。通常，金属支架的主要材料是特殊钢、钢轨和 5 号工字钢，而背护的材料则取决于其使用期限，可以是木板、金属网片、螺纹钢、混凝土预制板等。该技术具有极高的强度和耐久性，易于拆卸和重复使用。3.7.2 木支架巷道支护技术 木支架是巷道支护的理想选择，具有质量优良、安装简单、加工方便、防止岩石风化等优点，但应用时间有限，强度较低，防火性能也不够理想。3.7.3 石材支架巷道支护技术 石材支架巷道支护技术具有连续性特点，同时具有良好的耐久性和稳定性，但由于其施工成本较高，导致其无法满足广泛的支护任务。因此，该技术仅能在需要更长使用寿命或者需要更低压力的巷道中使用。该项技术可应用的原材料类型较多，如石头、砖块、混凝土等。4 完善采矿工程巷道掘进及支护方法 4.1 选用功能优良的掘进设备 在巷道掘进过程中，掘进设备的选择和使用对于整个工程的成败至关重要。如果选择了功能先进的掘进设备，就可以大大提高工程的完成效率和质量。掘进机器设备的作业目标为井下矿物和巷道煤岩，若设备性能不佳，就会对整个掘进工作造成影响。因此，为了提升巷道掘进的效率和质量，在实际施工中，应当精心挑选性能卓越的掘进机器，并根据施工环境制定出完善的施工方案。4.2 加强巷道支护管理 在巷道支护工程的整个施工过程中，都必须严格执行巷道支护管控措施。具体来说，在开始支护施工之前，必须对周围的环境和巷道进行全面地调查，并记录下相关信息；在施工过程中，必须谨慎地选择施工技术，并根据建造目标执行实际操作；在完成施工后，必须定期进行支护的验收和登记，以确保工程后续的安全性。采取有效的措施来改善现有的设备，精心挑选出性能卓越的挖掘机械，结合当前的施工环境，编制出科学地施工计划，并对其进行实时监控。4.3 采用动态监测技术 支护技术在具体应用的过程当中很容易出现一些出乎意料的问题，尽管在工程施工前，工作人员同样会对支护技术的运用实施科学的设计和研究分析，然而在现实的施工过程中往往会出现围岩过软等各种不良问题。在问题发生的时候，传统方法背景下的相关工作人员就会对问题实施进行及时的处置，同时进行记载。尽管及时处理问题能够有效地提升采矿工程的效率，但由于缺乏有效的预防措施，很多潜在的风险仍未能及时被发现，从而影响了整个项目的顺利实施。如果使用现代化的动态监测技术就十分方便，其本质上就是在支护技术的运用环节中，利用实时监测锚杆是不是在运用过程当中存在薄弱问题，同时通过比较精准的形式对其实施位置定位，进而直接去除存在问题的锚杆，进一步提升工程的安全性能。4.4 加强通风防尘管理 在巷道掘进施工期间，不仅会释放出有毒的甲烷、二氧化碳以及其它有毒有害气体，而且还可能引发大量的粉尘污染，这些粉尘可能被施工人员吸入肺部，从而对身体健康构成严重威胁。因此，必须采取措施，如通过加强通风的方式对粉尘实施清除，以确保施工人员的健康和安全。通常而言，为了有效地清除粉尘，相关人员应当在巷道内安装适当的通风设备，满足巷道通风要求，并且能够及时将粉尘和有毒有害气体排中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 193 出，从而为施工提供一个良好的环境。4.5 加强瓦斯管理 在井下巷道掘进期间，必须确保周围的环境是安全的。在此过程中，很可能会释放出大量的瓦斯（甲烷），从而导致爆炸事故的发生。当瓦斯的浓度超过规定的临界值时，将对施工人员的健康和安全构成严重威胁，甚至可能导致致命后果。所以，在巷道掘进的施工过程当中，必须要保证瓦斯浓度在要求范围以内，通过实时监测瓦斯浓度，并采取科学合理的措施来控制瓦斯的排放或收集，以确保采矿工程的顺利进行。5 结语 综上所述，为了促进我国采矿产业的现代化建设与发展，应当结合当前的地质环境，精心策划并完善巷道掘进技术与支护措施，以确保其符合科学规范的标准。通过选择功能优良的掘进设备，加强巷道支护管理，利用动态监测技术控制瓦斯浓度，借助通风防尘管理清除粉尘，提高采矿工程项目的安全水平和生产效益，推动采矿工程项目的可持续创新与发展。参考文献 1光立鑫.浅谈煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析J.当代化工研究,2020(11):106.2王凤彬,牛宝其,姜峰.煤炭采矿工程巷道掘进和支护 技 术 的 应 用 简 析 J.内 蒙 古 煤 炭 经济,2020(12):142.3王志超.采矿工程巷道掘进和支护应用J.当代化工研究,2020(24):62.