论采矿工程巷道掘进和支护应用

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年4月第12期   作者:吴睿祥
[导读] 在井下开采过程中,掘进和支护是重要的开采环节,挖掘时要依据设计好的线路,并掌握相应的施工方法,利用专业化的掘进机械破碎挖掘路线上的煤层或岩体,这就是巷道的掘进过程,但同时为保障巷道的安全稳固,还要做好巷道的支护工作,进而确保煤炭开采及运输通道的安全性。
       摘要:在井下开采过程中,掘进和支护是重要的开采环节,挖掘时要依据设计好的线路,并掌握相应的施工方法,利用专业化的掘进机械破碎挖掘路线上的煤层或岩体,这就是巷道的掘进过程,但同时为保障巷道的安全稳固,还要做好巷道的支护工作,进而确保煤炭开采及运输通道的安全性。下面就采矿工程巷道掘进及支护展开详述。
        关键词:采矿工程;巷道掘进;支护;应用
        当前,我国科学技术不断发展,煤矿开采技术研究力度逐步加大,正在朝安全、高效、可持续的发展方向演进。现阶段,我国采矿技术已经有了很大的进步,而这些进步与采矿技术的研发有较大联系。现场采矿作业期间,为使经济效益最大化,施工单位必须保证采矿过程的安全性和稳定性,这是进行采矿作业的首要条件。在进行巷道掘进时,必须重视巷道防护,施工期间由专业技术人员根据实际情况进行支护安装,以保证采矿工程的施工安全。
        1煤矿采矿工程巷道掘进与支护技术的作用
        采矿工作是一项非常复杂的工作,需要运用多种工序挖掘煤矿、开采煤炭,同时采矿都需要在地下作业,极易受到外界因素的影响,例如地质结构不稳定、不通风等。煤矿的开采中巷道的挖掘是非常重要的,煤矿中的巷道是人员通过、煤矿运输的主要渠道,直接关系着整个矿区的安全性与稳定性。当前阶段我国大部分煤矿都采用比较常用的煤矿巷道掘进技术,包括多巷道掘进、综合性机械化掘进等,每个煤矿的具体情况不同,需要根据实际的施工情况采取适用的掘进方法与技术。对于施工来说,需要放在首位关注的就是安全问题,无论是煤炭开采企业、施工人员个人还是相关管理部门,都需要高度重视煤矿的安全问题,尤其是煤矿施工采用钻爆法进行施工时,需通过对地下的岩石打孔、放炮来进行爆破,破坏岩石的结构,来推进巷道掘进。因为炸药的破坏性非常强,在钻爆过程中一旦出现失误就可能造成严重的安全事故,因此需要在施工之前做好调查分析,提前制定完善的爆破方案,并严格按照各要求实行,减少危险的发生。煤炭的开采都是利用综合性机械设备将在地下层掏空,然后进入这部分空间施工作业,要保证作业人员的安全生产,煤矿的顶层支护工作至关重要。因为煤矿作业是在地下,除了本身支护工作不到位之外,还极易受到地质灾害和地质结构不稳定的影响,造成塌方或地面沉降等现象,直接危害施工人员的生命财产安全。要保证人员和矿井的安全首先需要对矿区所处的地理环境和地质构造有充分的了解,并根据实际情况调整巷道的支护技术和支护方式,科学合理的开展煤矿施工。此外,还需要时刻关注矿井内巷道是否稳定,从加强煤矿本身关注保障安全的同时,充分运用现代科技发展下的煤矿锚杆支护技术,有效的支撑矿井内部巷道,提高岩层的稳固性和承重能力,减少安全事故的发生。煤炭开采工作安全有序的进行,可以给工作人员提供一个安全的作业环境,这不仅能提高生产效率,给煤炭企业带来更多的经济效益,还有良好的社会效益。
        2简析采矿工程巷道掘进技术
        2.1综合机械化掘进方式
        巷道的开挖是煤炭企业工作进行的重要任务,而被广泛使用的方式为综合机械化掘进手段,这个方式在开展过程中需要利用多种工具的辅助,主要包含连续采煤机、锚杆机以及悬臂式掘进机等。其中,悬臂式掘进机相较于其他的方式而言具有较大的劣势,主要体现在成本的花销太大以及在开始工作后工作时间过久两个主要方面,因此,被煤炭企业使用的频率较低。虽然如此,但是该手段也有其自身的优越性,适应性广,适应于多种类型的断面的作业开挖。
        2.2掘锚一体化掘进
        掘锚一体化方法因为其自身具有优越性,可以很好地提升煤炭企业的工作效率,因此,常被用来缩短工作时间,节省开支。该方式在进行开挖工作时,分别使用了锚杆和巷道支护技术,并辅之以掘进施工手段,可以很好地提升我国煤炭企业的竞争力和地位,提高开采煤炭的效率。
        3采矿工程中巷道支护技术的应用
        3.1临时支护技术
        与永久支护不同,临时支护只需要满足巷道掘进施工时的巷道支护需求。要想保证临时支护的安全稳定性,施工人员需要遵守以下施工原则。

首先,施工人员必须全面了解支护材料的特性,严格把控材料质量。木质材料制作难度低,安装简单,存放方便,但是木质支架的结构强度较低,防火性能较差;金属材料可重复使用,但是材料成本较高,安装难度较大。施工单位要按照实际施工要求,进行综合考量,选择经济性强、安全性高的安装方案。在进行临时支护安装时,施工人员必须严格把控支护材料来源,对支护材料的质量进行全面抽检,严格按照规范流程进行施工作业。
        3.2永久支护技术
        3.2.1锚杆支护技术
        目前巷道中用的锚杆技术是在巷道周围的岩层里加入锚杆,从而起到加固的作用,确保煤矿作业的安全性。这种防护形式可以有效缓解周边压力,同时不断优化内部结构。同时在周围的稳固岩层同锚杆等共同防护,一起抵御来自外部的压力。从我国目前煤矿开采现状分析,组合锚杆通常用于巷道作业中。比如,矿物为层状结构式,选用悬吊式加固模式能够大大提升岩层的稳定性。在岩石层的煤矿巷道中,则更加适合组合梁锚杆进行多层巩固,使得巷道环境更加稳定。
        3.2.2混凝土永久支护技术
        有的煤矿作业区内也通过混凝土完成岩层支护工作,这种技术可以起到持久支护的作用,巷道周围的岩层更加安全和牢固。混凝土支护主要材料是混凝土,工作要科学严谨。在喷射混凝土的过程要选择适宜的施工距离。锚杆要严格按照工程需求进行配套安装。先将混凝土均匀喷洒在安好的锚杆周围,最后在参照相关的支护作业标准进行复喷。在具体操作过程中,可以通过适度增加钢筋网的数量,起到加固的作用。喷射环节要严格按照设计需求,保证距离和喷洒面积符合需求。
        3.2.3预制钢筋混凝土支护
        应用这种支架进行支护不仅具有加大强度,并且成本投入较低,可是质量较大、缺少伸缩性是其缺点。在地下巷道支护技术中最常见的这就是吊环型前探梁,以此确保施工质量,应该注意以下几方面:首先,需要确定最佳的布置间距与长度,可以在地下巷道中平行布置三根吊挂前探支架;其次,出于达到确保固定质量的目的,应该具有超过两个固定点,而且在固定过程中应采取相应的加固举措,以及保证其牢固性。
        3.2.4金属支架巷道支护技术
        这种支护强度较大,耐用性高,拆卸方便,可以重复使用。金属支架巷道支护技术既能够用于临时支护施工,也可以用于永久性支护施工。一般来说,金属支架的原材料主要为特殊钢、钢轨和5号工字钢,背板材料需要根据其使用年限进行选择,如木板或混凝土预制板。
        3.2.5石材支架巷道支护技术
        该支护技术应用的原材料种类较多,主要包括石块、混凝土和砖块等。石材支架巷道支护技术是一种连续性支护技术,耐用性和稳固性强,但是建设成本较高,并不适用于大范围支护作业。因此,该技术只应用于部分服务年限要求较长或低压环境的巷道中。
        4结语
        当今经济飞速发展,煤矿开采技术水平的该地在很大程度上会对国家的经济发展水平形成严重的影响,因此,为了能够实现对矿产资源的良好保护,进一步提升煤矿开采的安全性以及开采效率,就必须实现对掘进以及支护技术的合理选择。
        参考文献
        [1]赵寿.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].山东工业技术,2018(17):99.
        [2]王熙凌.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].建材与装饰,2018(29):233.
        [3]蒋传田.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2018(06):153-154.
       
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