基于采矿工程中的巷道掘进及支护研究

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷9期   作者:陆秀佳
[导读] 在煤矿开采作业中,巷道是煤炭开采运输工序中比较重要的通道,也是确保煤矿高效
        摘  要:在煤矿开采作业中,巷道是煤炭开采运输工序中比较重要的通道,也是确保煤矿高效、安全开采的关键因素。在实际开采作业中,一旦煤矿巷道存在任何问题,则会严重影响煤矿整个开采作业的顺利进行,一方面会对作业人员的生命安全造成威胁,另一方面则会对正常煤炭开采作业造成一定程度的影响。所以,对巷道掘进以及支护技术进行深入研究具有很重要的现实意义。笔者结合多年工作经验,深入分析采矿工程中的巷道掘进及支护技术,希望可以促进我国煤矿开采作业的顺利进行,给相关专业人员提供借鉴与参考。
        关键词:采矿工程;巷道掘进;支护
前  言
        在采矿工程中,巷道掘进和支护技术的应用不仅影响着工程安全高效的进行,而且直接决定着采矿工程的经济效益,是未来采矿业发展的关键所在。巷道掘进支护是在煤矿开采过程中,根据施工计划直接对巷道进行挖掘,同时在巷道掘进过程中,应用较为合适并且有一定效率的施工方法以及措施,将巷道内部的煤层以及岩层破碎,从而快速形成巷道空间,之后使用支护技术以保证巷道的稳定性和安全性,从而能够使巷道在之后煤矿运输过程中发挥应有作用,从而保证采矿工程的安全及高效率。在采矿工程中,结合实际的施工环境,从而选取相合适的支护技术,以保证采矿工程的质量及安全性,有效保障施工人员的生命财产安全。
1巷道掘进以及支护技术在采矿作业中的重要性
        在煤矿开采的过程中,想要保证巷道掘进以及支护技术能够有效应用,必须有计划地做好巷道的掘进工作。此外,在实际掘进过程中,为了能够使得后续煤矿运输能够畅通及稳定,则必须保障现场工作人员人身安全,并且进一步做好巷道空间的保护工作。为了达到这一目的,则必须将支护技术应用于其中。而在此过程当中,无论是对于巷道进行掘进还是应用支护技术,其目的都是为了方便之后煤矿运输机开采工作的有效运行,从而保证采矿作业始终稳定高效。同时,还需要在保障整体煤矿开采顺利前提条件之下,降低安全事故发生的概率。由于地下的环境过于恶劣,其地形状况也较为复杂,因此巷道当中可能会存在一些软岩,一旦这些软岩被开采出来,可能会使得巷道出现崩塌以及破坏等现象,如若不及时处理就可能会造成影响,此时就可以将锚杆支护等支护技术应用于其中,从而保证巷道内部的稳定性。此外,在掘进过程当中,通过将较为先进同时适合当地地形地势的技术应用于其中,使得煤矿开采具备更高的质量以及效率。
2 采矿工程巷道掘进和支护技术中的影响因素
2.1 巷道断面尺寸及形状因素
        在巷道掘进作业时,需要提升巷道围岩应力,并提供相关的防护措施。否则,在开采作业过程中,就可能发生应力不均衡的情况。那么为了避免这种情况发生,在操作时需要保证巷道断面的形状与尺寸的一致。
2.2巷道围岩强度因素
        巷道的围岩强度决定巷道的稳定性,为了保证巷道支撑的稳定性,必须要对围岩的强度以及支护技术等进行认真的勘察以及合理应用。对巷道围岩勘察中,需要对地质应力以及承载力等进行分析,围岩承载力与底板位移具有直接的关联性,如果围岩承载力比较强,地质应力提升则会降低顶板的位移,保证支撑与保护效应的有效发挥。因此,在巷道掘进技术中,必须要做好围岩强度的监测工作,保证掘进的安全性和有效性。
2.3 地应力因素
        在煤矿开采过程中,最严重的安全隐患就是矿山压力,极易发生煤层压松、岩体位移等有关问题,甚至还会造成煤矿坍塌。出于达到最大限度防止问题发生的目的,在进行巷道掘进与支护作业时,必须要做好支撑与保护作业面工作, 而且针对采空区加以妥善处理操作,进而提高工程作业的安全性。现阶段,控制顶板岩层是最常见的工作面保护与支撑方式。
3 采矿工程巷道掘进技术的应用要点
3.1 光面爆破
        在煤矿采矿工程中,光面爆破技术也是一种较为常用的掘进方法,要想达到更好的掘进效果,就要对其爆破技术的要点进行严格把控。光面爆破技术有以下三种:修边法、轮廓线法及预裂法。在具体的操作中,无论选用哪一种方法,都要注重其安全性和准确性,要对炮眼进行精确的布置,除了炮眼的位置要定位准确以外,还要对爆破的时间以及用药量都要准确把握,从而才能保障光面爆破的质量,为采矿工作的顺利进行打下坚实的基础。


3.2 做好通风防尘工作
        在采矿工程中,巷道掘进过程主要关键点就是通风防尘,通风防尘的主要目的就是保证通风顺畅,创造良好的掘进施工环境,从而最大限度防止出现较大粉尘现象,要是施工人员长时间在较大粉尘的环境中,极易患疾病,严重时会威胁到身体健康。对此,相关单位应与实际情况相结合,认真对待巷道掘进通风防尘工作,保证能落实有关工作内容。可以从以下几方面入手。(1)有关工作人员需要科学分析地下巷道的风量与风压等多方面因素,之后再明确使用的通风机数量与类型,而且还需要配备相应的设备设施。(2)在投入与应用风机设备前,有关工作人员需要对风机设备性能进行严格测试,由此达到通风防尘标准并确保机器运作效果。
3.3 控制瓦斯,做好瓦斯排放工作
        在进行巷道掘进时,除了增强支护外,掘进环境的安全性也需要保证。在进行掘进时,不可避免地会出现一些瓦斯。但是瓦斯具有容易燃烧的特点,一旦环境中瓦斯含量过多,工作人员的安全就会受到威胁。所以在进行掘进时,专业人员要采取合理的措施,保证瓦斯的含量在安全的指标范围,如果含量过多就对其排放或者是抽采。因此,要使用专业设备对巷道的瓦斯含量进行检测,同时配备专业人员,对瓦斯量变化采取特定的措施进行排放。
3.4 做好地质勘探工作
        在进行矿山巷道掘进时,地质构造和周围环境都会对施工产生影响。因此在进行掘进时要给予地质构造更多的关注。在勘探的过程中恰当的使用相关技术,从而增强勘探的准确度以及效率。而如今在地质构造勘探技术方面我国的水平仍然落后于发达国家。在实际过程中我国矿区一般使用三维地震综合勘探技术进行检测。因此在掘进之前,采矿企业需要根据自身的情况以及采矿项目的状况,使用三维地震综合勘探技术进行检测,保证整个项目过程的安全性。
3.5综合机械化掘进技术在巷道中的应用
        综合机械化掘进技术目前在巷道掘进中被广泛运用,其中常用的就是悬臂式掘进机,悬臂式掘进机有很多的优点,可以连续开挖,可用于任何断面形状的巷道,并且灵活程度非常的高。悬臂式掘进机是我国自主研发,经过多年的不断研究和探索,悬臂式掘进机也越来越完善,合理的使用悬臂式掘进机可以提高采准巷道的速度,保障高效作业的同时还能节省衬砌的费用,可节约一定的成本。
4 采矿工程巷道支护技术的应用
4.1 U 型钢支护技术
        掘进中的巷道在应力过强的情况下会产生变形。因此通常需要设置金属支架来避免这一现象发生。而U 型钢技术就能够起到很好的防护作用。因为这一技术能够保证金属支架的伸缩性,抵御强应力带来的破坏。但是它只能在围岩变形后发挥防护作用,没有提前防护功能。
4.2 锚索支护技术
        在工程进行过程中,通常会运用软岩的巷道支护技术来抵御复杂的地形。软岩作为一种特殊的结构,有着易变形性与低稳定性的特点,极容易发生松脆或者是风化。所以项目进行过程中,要针对软岩实施一些科学合理的防护举措。其他国家就巷道防护,运用过各种方法,但是都不能在面临强应力时软岩巷道的稳定性。而目前我国使用的一般是锚索支护技术。这一技术可以实现对围岩严格的控制并且提高围岩的抗压性稳定性,从而受到了采矿企业的大范围运用。
4.3 锚杆支护和锚注支护技术
        软岩在掘进过程中经常碰见。通常能够采取锚杆支护方式来应对巷道支护面临的难题。锚杆具有高强度,可以使锚杆承受一定的应力,增强围岩的抵抗性能。而且还可以借助锚端头的强化和对全锚的加固,防止围岩出现变形,从而起到好的防护作用。锚杆支护方式相比于其他方式在经济层面具有突出优势,可以按照围岩形变的具体状况应用不同的支护强度措施,这能够减少开支。锚注支护方式通过注浆来增强围岩的承载性能,使围岩能够面对外在的冲击,防止围岩受到水的破坏。
结  语
        综上所述,在采矿项目进行各种作业时,要对掘进技术的每个要点有透彻的了解,尤其是掘进支护要点。这样才能增强工作的效率并且在保证掘进质量的同时提高稳定安全性。采矿企业另外还要构建监测制度,对监测体系进行优化与升级,而且对巷道掘进和支护的具体实践展开研究。
参考文献
[1]王东方.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用简析[J].内蒙古石油化工,2019,45(10):98-99.
[2]杨丰收.探析采矿工程巷道掘进和支护应用[J].能源与节能,2017(04):52-53.
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