煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术措施研究_张峰.pdf

煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术措施研究张峰（吕梁职业技术学院，山西 吕梁）摘 要：能源是社会经济发展的主要推动要素之一，煤矿作为国家所需能源的重要供给方，在推进经济建设上起着难以替代的作用。结合目前我国煤炭开采形势，由于资源储存位置较深，开采过程中需做好巷道的掘进与支护工作。伴随着两项技术的进一步发展，大大提高了煤矿开采的稳定性与安全性，为此，本文立足巷道掘进与支护技术的使用现状，针对技术的应用要点简要分析。关键词：巷道支护；巷道掘进；采矿工程；技术分析中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）煤炭是工业生产的关键能源之一。对以往我国煤炭采矿工程开展情况分析，会发现因为巷道掘进支护不到位等问题，很大程度上威胁到工作人员的生命安全，影响到开采工作有序进行。因此，本文简要分析巷道掘进和支护的相关技术要点，有利于推进煤炭行业的绿色可持续发展。技术作用分析煤炭资源的开发存在很多不可控因素，保证顺利有效地开发煤炭资源，相关企业要在正式作业前制订细致的开采流程，将其作为重要的保障基础。相关工作人员在进行地下开采工作时，结合实际情况与资源分布条件进行场地支撑，旨在为开采煤炭资源创造安全稳定的环境条件，资源的整个开发过程中及时运输煤炭，这一过程提出了较高的支架保护工作要求。为此，利用巷道掘进与支护技术，为煤炭资源开发予以保障，有效应用这两项技术，使煤炭开采作业有序进行，且能按照工期要求提高作业的时效性和安全性。同样，地下煤矿的环境复杂，在开发资源的过程中受到诸多限制，诱发塌方等有关安全事故，通过掘进和支护技术，在源头上预防规避各类安全事故，为煤炭开采创造安全可靠的井下作业环境。技术影响因素 地质情况这两项技术的使用必须高度重视实际地质情况。我国的地质情况复杂，特别是一些地区的地质条件脆弱，勘测人员在具体勘测时面对重重困难，难以确定清晰完整的参数，直接影响到煤矿采矿工程的整体运作。另外，地表下因为出现断层、岩石等，一定程度上提高了煤矿施工难度，最终对矿下工作人员的生命安全带来巨大威胁，要全面分析地质情况对技术使用造成的影响，遵循因地制宜的原则使用技术。地应力巷道掘进与支护技术受到地应力的影响，主要表现在岩体位移上。伴随逐渐增大的地应力，相继带动岩体位移变大，在此基础上引导支护工具变形，直接影响正常作用。由于地应力的变化影响速度迟缓，一般通过科学勘测的方式便能够控制地应力影响。围岩环境通过对围岩环境的勘查，一方面有利于稳定巷道环境，另一方面确保采矿工作有序顺利进行。作为勘测人员在正式采矿前，做好岩石勘查工作全面掌握围岩情况，在此基础上修建符合围岩环境情况的巷道。围岩条件如果相对脆弱，在其前方有发生塌方的可能性，工作人员也会因为堵塞洞穴受到威胁。这种情况下，巷道掘进要提高对地质承载能力的重视，如果围岩脆弱应通过锚杆技术提高强度。另外，关于支护技术的使用也需提高对围岩环境的重视，因围岩拥有不同的硬度，实际支护力度也存在差异，选用的方法、材料不尽相同，要认真分析科学选择。技术应用要点 巷道掘进技术第一，瓦斯排放。在巷道掘进过程中瓦斯排放效果直接关乎工程安全，不当的瓦斯排放致使内部瓦斯含量过高，在进行巷道掘进时加大发生安全事故的概率。基于此，在实施巷道掘进时保证通风系统的稳定运作，确保通风系统能及时排出内部瓦斯。相关技术人员，一方面在巷道内安设检测装置，另一方面依据即时检测的浓度调整巷道掘进进度，避免发生意外。第二，地质勘探。巷道掘进会受限于岩土环境以及地质构造，技术人员在正式施工前要认真勘探巷道DOI:10.13487/ki.imce.022900周边环境，分析巷道附近的地质构造、岩土硬度。当前我国的地质勘探工作效果，有关地质构造调查仍有一定提高空间，今后的巷道掘进工作中，要提高地质勘探的质量，确保掘进工作的可靠性和安全性。第三，通风防尘。巷道掘进期间无法避免大量粉尘，工作人员长时间处于这样的巷道作业环境，大量粉尘被吸进到肺部严重影响其身体健康。但是，通风系统能快速将巷道内部的粉尘排除，伴随下降的粉尘浓度而降低其对人体健康的危害。另外，一些掘进设备提出明确的粉尘浓度要求，工作人员应确保设备在现实环境中的正常工作，为该设备在实际工作的应用提供保障。此外，结合煤炭采矿工程情况，将掘进技术划分成不同的类型，每种类型的应用条件及范围均存在差异，技术人员要依据调查的岩层信息运用合适的掘进技术，确保掘进技术的使用效果满足作业要求，例如岩石如果强度过大则应利用爆破法保障巷道顺利掘进。巷道支护技术当前常见的巷道支护技术有棚式、锚杆支护技术等，使用的支护技术不同体现出的效果各有差异，相关作业人员要合理选用，保障巷道支护效果。接下来，本文分析了常见的支护技术使用要点，旨在为作业人员提供参考：第一，锚喷与锚索支护。从这项技术实际使用情况可知，其具备经济性、实用性与封闭性的特点，在巷道支护过程中体现出理想的使用效果。这项技术花费较长的使用周期，不适合应用到所有的支护工程，一般适用在具备封闭性特征的地下通道，应充分了解现场的实际情况，在此基础上调整锚喷支护方式，将这一支护技术的实际应用价值充分体现。事实上，在巷道支护中有效运用锚索支护技术，有效处理顶板塌陷或下沉等问题，一定程度上提高了岩层和岩层间的紧密性。想要将技术的功能作用最大限度发挥，选择使用规定型号的托盘与墩座，选择具备较强稳定性的材料制作锚索，保证其强度的基础上提高顶板工程的可靠性。第二，锚杆支护。锚杆支护技术的使用，不仅有利于提高巷道整体的稳定性避免巷道变形，还能保障岩层与岩壁的稳固性。利用这项支护技术加固巷道顶部，有效提高地下施工区域的实际抗压能力，降低发生岩层坍塌、离层等事故的概率，为巷道结构安全提供保障。需要注意的是，工作人员在使用该技术时要全面检查巷道实际情况，调查分析顶板岩层系数并如实测量巷道的压力，运用所得的信息数据绘制设计图。待图纸绘制完成后按照图纸设置锚杆，最大限度发挥其使用价值，为煤矿安全生产提供保障。第三，吊链式梁支护。在前探梁中主要使用这项支护技术，通过吊链支护，将中央吊链在管道中轴位置安装，其他的两条吊链应该维持超过 距离，通过吊环加固。需要注意的是，技术实际使用过程中，应有效预测巷道内部有可能出现的安全事故，运用合理的防范措施防止影响推进前探梁。出于为作业人员的身体安全提供保障，危险位置需要安装临时支架，让工作人员始终处在稳定安全的作业环境中。第四，棚式支护。正式进行开采前要制订合理的支架技术方案，例如使用金属支架增强硬度、提高支护质量，但是伴随煤矿开采面积的扩大，锚杆支架逐渐将其取代。有关棚式支护的使用，依据围岩稳定程度分类设计这项工作的落实方法，利用模糊聚类样本包含的归类趋势等，将稳定性细化为五大基础类别，在此基础上匹配合适的支护形态，具体分析如下：一是围岩状态极为稳定，顶底板移近率，支护强度 ，选择点柱处理或者是刚性锚杆，一般控制其间距维持在 左右，设置 排，保证每根的锚固力范围在 ，锚杆密度为每平方米 根。二是围岩状态稳定，顶底板移近率 ，支护强度范围 ，可以选择刚性金属支架，工作人员控制棚距维持在，通常锚固力范围是每根，锚杆密度每平方米 根。三是围岩状态相较稳定，顶底板移近率 ，支护强度范围 ，通常选择梯形或拱形的可伸缩支架，将棚距控制在，一方面垂直方向的允许伸缩量是，另一方面保证每根锚固力在，锚杆密度每平方米.根。四是围岩状态不稳定，顶底板的移近率 ，支护强度范围 ，选择拱形或梯形的可伸缩支架，控制棚距在，通常垂直方向的伸缩量允许范围 。针对工作面前方而言，采动影响区域通过中柱结构强化处理，以拉杆完成支架之间的固定处理，完成架设后需要密置背板。五是围岩状态极不稳定，顶底板的移近率超过，支护强度范围 ，选择封闭型或拱形可伸缩支架，围岩压力分布不均，应配合使用长形环与方形环均匀分配实现压力，控制棚距约。另外，预算设计围岩的移近量，主要是由于参数本身是对其稳定性评估的一项客观指标，要通过概率分析或数据分析的方式方法，通过巷道埋以及平均单向上的顶底板岩层抗压强度，获得围岩的预期移动量，利用有关参数完成对设备阻力的评估，确定每米巷道允许的支架承载力，在此基础上结合裂隙发育情况与岩石性质完成对棚距的评估。除上述支护技术外，还可选择预留煤柱支护，在上区与下区预留原有煤柱降低支撑压力。使用条件为上区段作为运输平巷，下区段作为回风平巷，通过这样的方式加强结构的稳定性，内部的排水和通风效果优化，提升整体作业质量。需要注意的是，这项技术的成本较高，支撑压力不可以直接被传送至底部，否则会带来安全威胁，另外这项技术的应用，还要管控好煤柱的宽度、位置等。掘进支护问题 支护设备基于高速增长的社会经济，我国加大了对煤炭资源的实际需求，进一步提高了煤炭开采工作力度以及开采难度，支护设备得到了更新和改进，当前依然以悬臂式掘进机为主，此类掘进机要求施工人员和支护设备协同作业，不仅机械化程度较低而且工作效果不理想。这种方式相对传统，难以保障巷道测量的精确度，不仅降低支护效率还难以保障支护质量，无法满足工程需要从而加大发生安全事故的可能性。支护材料煤矿采矿工程掘进环节，顶板坍塌是最常见的安全生产事故，引发此类事故的原因较多，如地质运动、地震等一些自然因素，还有一个原因为支护的设备材料不达标，难以承担顶板重力而诱发顶板事故。为了在巷道掘进过程中更好地突出支护技术作用，保障顶板的可靠稳定性，一方面要让掘进拥有更高的机械化程度，另一方面应选择合适的支护材料，工程项目能否顺利开展主要取决于材料设备是否满足施工要求，要做好材料的选择才能充分发挥支护作用。工程技术工作场景不同选择不同的开采技术。实际开采工作要发挥支护技术作用，提高机械化水平的同时提高支护设备的稳定性，降低不必要的资源浪费。确定合适的支护机械设备要做好配套技术的选择，项目的顺利进行要为其提供强有力的技术支持，需要具备扎实知识与丰富经验的工作人员。基于此，相关工作人员要定期接受技术培训，不断提高安全意识与专业技能水平，以提高建设队伍的整体素质水平。问题优化举措 掘进设备正确选择选用具备优良稳定性的巷道掘进设备，将煤矿开采工作落实的基础上防止受到环境因素的负面影响。结合巷道情况与施工方案，选用合适的掘进设备并提高作业质量，提升巷道掘进的安全指数。当前，国内的巷道掘进技术获得进一步发展，构建科学合理的发展模式。相应的部位将技术镶嵌组合，协助设备的拆卸及维修，能为有效使用设备提供保障。另外，要提高掘进设备的各方面性能。巷道掘进涉及钻机设备，一些钻机设备难以保障稳定的掘进性能，所处的作业环境较为复杂则难以保证正常使用，对煤矿开采进度造成影响，为此掘进设备尽可能选用模块化方式，方面更换零件。做好支护管理工作支护结构的科学设置，优化结构支撑效果：在薄弱环节处应进行锚梁支护的处理；针对螺母严格控制；按照锚体实际要求选择螺母，优化支护结构的抵抗性能，防止内应力发生变化诱发安全事故；实际掘进期间要实施动态化的管控和监督，保证支护效果的同时及时处理问题区域；有关支护材料，落实质量检查和验收，支护材料如果有特殊要求必须抽样检测，只有检测合格后方可使用；依据相关规范展开巷道支护，有效控制各施工环节并保障最终的支护效果。结束语综上，煤炭开采为能安全高效地进行，有效提升开采产量，在施工环节要提高对巷道支护、掘进工作的重视。确保煤炭运输及时性的同时，为矿下工作人员的生命安全提供保障，有关巷道掘进、支护技术的正确使用值得重视。参考文献：李鹏煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的运用分析中国石油和化工标准与质量，（）：侯少华探析煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用矿业装备，（）：任学军煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析当代化工研究，（）：李树彬浅谈煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用内蒙古煤炭经济，（）：张晓锋采矿工程中的巷道掘进及支护探究内蒙古煤炭经济，（）：作者简介：张峰（），男，山西柳林县人，本科，讲师，研究方向：煤矿开采技术、井巷工程。