煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用研究

发表时间:2020/9/25   来源:《科学与技术》2020年15期   作者:祝兆庆
[导读] 目前,随着我国科学技术的发展,其有效的带动了煤矿采矿业的发展。
        祝兆庆
        枣庄矿业集团矿业管理有限公司东于煤业分公司     山西太原     030400
        摘要:目前,随着我国科学技术的发展,其有效的带动了煤矿采矿业的发展。对于煤矿企业来讲,巷道掘进和支护技术是确保煤矿开采安全稳定的重要技术。本文就对煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用措施进行深入探讨。
        关键词:煤矿;采矿工程;巷道掘进;支护技术
煤矿巷道是采出作业中极为关键的采出运输通道,可以确保煤矿采出作业的安全性、稳定性与高效性。煤矿巷道存在问题会影响采出成效,对开采作业工作的展开也会产生不良影响,让煤矿企业面临沉重的经济负担,对相关工作者的生命安全造成威胁。也就是说,在煤矿资源的采出工程中,做好巷道掘进、支护作业是非常必要的。
        1 采矿工程中巷道掘进技术应用要点
        1.1常用的掘进技术方法
在煤矿工程的采矿过程中,比较常用的掘进方式包括综合性机械化掘进技术、大断面连续性采掘技术等施工技术方式,而在具体的工程施工中,使用哪种技术方式需要结合具体的工程现状,针对性的进行巷道掘进方式的选择。在目前的煤矿工程施工中,综合机械化掘进方式应用比较多,多是通过供电系统以及运输机系统承载方式实现掘进目标的,并配合了相关的掘进技术方法来完成整合的采矿过程。在大断面连续性采掘施工中,采用间断式、连续式的技术方式,再通过使用对于掘进速度以及掘进进度的控制方法来完成相关的采矿工作,在具体的施工中,都是基于这一前提开展施工过程的,在掘进的时候能够对于相应的施工作业实施有效的协调,能够有效降低掘进作业时间的消耗,对于提升煤矿开采效率具有重要作用。
        1.2瓦斯排放
对于瓦斯的排放有多的方式,这在煤矿地下开采中有着很重要的地位,在开采中如果对这项内容忽视,那么就会出现很严重的事故。因此在掘进过程中,要根据实际了解清楚煤矿通道中是否正确排放瓦斯,要将瓦斯彻底排放不残留,在排放过程中要做好安全事项的准备。在开采的时候,要加大力度对瓦斯残留进行测试,做好安全防范措施,防止因为瓦斯含量过高出现危险事情的出现。
        1.3做好通风防尘工作
在掘进的时候,会导致很多粉末的产生,还会有危险气体的出现,比如瓦斯或者二氧化碳,那么就要求相关负责人及时排净产生的有害气体和粉末,防止这些对工作人员的身体健康产生威胁。一般来说,最有效的办法就是进行排风措施,在地下通道内安装排风装置,我们可以把这一装置分为两个组成部分,设备通风和自然风,在安排装置的时候要准确保证了两个之间的关系,促进内部风速能够满足地下通道风速的需求量,通风机器的存在是帮助通风装置工作的,要更多地排出有毒气体和粉尘。有关人员还可以通过使用吸尘机把粉尘除掉,减少矿井巷道内粉尘的含量,还要时时关注通道内温度的变化并掌控好温度之差。
        2 煤矿巷道掘进以及支护技术应用的影响因素分析
        2.1工程技术因素
炮采以及综采是煤矿开采技术应用的主要方向,针对长壁工作面主要使用的是炮采技术,其主要会应用到破煤、装煤、运煤以及支护等几项技术,炮采技术应用过程中设备的安装相对比较简单,针对钻研技术主要应用的是煤电钻,其主要是利用多台煤电钻设备运行做好相应的准备工作。在实际的开采作业过程中,结合深入分析以及精确计算来确定出炮眼的实际掘进深度。在实际开采作业中相关的工作人员要充分结合实际掘进状况对炮眼进行合理的设计,因此,必须要加强对相关施工以及技术人员的培训,不断提升作业队伍的综合素养。顶板是炮采技术应用中一个重要的环节,必须要强化顶板设施的管理,不断强化顶板的安全系数。


        2.2软岩因素
软岩岩层在我国煤矿开采中比较常见,软岩中主要包括了地质软岩以及工程软岩等两种类型。地质软岩主要指的是地质构造上呈现出低强度、大孔隙度且胶结度较差、存在严重风化现象的粘性土矿物,这类型的岩层主要有泥岩、粉砂岩等,这种岩层主要是在自然环境下形成的地质介质;工程软岩主要指的是在外界工程力的作用下会出现塑形变形的工程岩体,其重点突出的是工程软岩实际承载功能工程力载荷的大小。随着时间的不断推移,软岩的地应力、水力作用都会出现一定的变化,这样就会给工程造成巨大的影响,因此,煤矿开采中针对软岩必须要进行合理的安排。
        3 煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析
        3.1锚索支护技术
采矿工程中巷道的掘进可以采用锚索支护技术,在实际开采工作中,锚索技术具有灵活性强、可靠性高、运用方便等优点,对操作人员的专业技能要求不是很高,既能节省一定的人力资源成本,又能大大提高开采工作的效率。同时采用这一技术能够让煤矿的岩石表层以及内部同时受到作用力,就不易出现顶板离层现象,支护作用明显。这项技术运用的材料主要就是锚索,这是一种性能高、强度大的材料,完全满足巷道的支护要求。
        3.2永久性支护技术
因为这项技术中使用了混凝土材料,因此它又称作混凝土永久支架技术。在煤矿的混凝土支护、锚网喷洒的等等都需要永久性支架技术的参与,保证煤矿周围的岩壁不受到危害。在掘进技术的工作里,要科学安排挖掘的距离,还要确保所选取的锚杆是否符合此时的煤矿应用。在完成锚杆安装后,要喷洒一定程度的标钉,紧接着再喷撒混凝土,要保证喷洒的混凝土符合规定的标准才可以进行下一步。喷洒完混凝土后,施工人员要开始钢筋网的安装任务,在它的表面覆盖一层混凝土,增强煤矿地下的岩壁厚度,防止在工作状态下出现塌方的现象。
        3.3全螺纹锚杆的支护技术
此种支护技术实际上是把全螺纹锚杆应用到支护施工当中,不仅能够对出现的技术问题进行有效处理,同时最为显著的优势是无需二次对螺纹进行加工紧固处理,全螺纹锚杆能够规避其他支护方式存在的问题,尽量消除存在的薄弱之处。在此种支护方式中,不会产生由于侧压力集中产生薄弱界面断裂的问题,此外,生产全螺纹锚杆的成本比较低,可以在煤矿巷道中被广泛应用,基于巷道具体情况实施截取,不但能够有效节约巷道支护操作的成本,简化巷道支护作业的相关工序,更要保证支护施工的质量和效率。
        3.4沿空掘巷的锚杆支护技术
全煤巷道因为采出深度高的特征,一些常规的方式无法为其提供有效帮助,更不能实现有效支护。依据深井全煤巷道的实际状况,合理地优化锚杆支护相关技术。这其中最关键的就是要明确锚杆的预应力,同时对其进行合理设计,这样能够确保其满足巷道支护施工的相关要求,确保煤矿采出作业的质量与成效。如果煤炭资源的采出深度超出预期,那么围岩的锚杆力就会上升而将围岩破坏,因此一定要对钢带与金属网等诸多构件进行合理应用,这样才能够让其承受的应力得以缓解,不会对巷道围岩产生过多的不良影响。
        4 结语
综上所述,煤矿巷道掘进技术是一项在复杂地质条件下实现采矿施工的高难度技术,因此在施工过程中,需要结合巷道的围岩环境,设计出合理的巷道掘进和支护技术方案。针对煤巷掘进中的疑难问题,施工前期一定要提前讨论分析,特别是巷道掘进和支护技术上的难题,一定要做到及时提出及时攻破,此外还要强化检测监控,实时根据环境的改变,准确地调整施工技术,确保煤矿巷道掘进施工安全有效的进行。
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