采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析 张彪

发表时间:2020/10/27   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:张彪
[导读] 摘要:随着我国对能源需求量的不断提升,煤矿企业为满足社会发展的需求,其运用先进的采矿技术进行能源的开发。
        乌苏四棵树煤炭有限责任公司  新疆维吾尔自治区  834700
        摘要:随着我国对能源需求量的不断提升,煤矿企业为满足社会发展的需求,其运用先进的采矿技术进行能源的开发。煤矿企业在进行开采时,要制定详细的工作计划,按照煤矿安全规程和作业规程做好巷道的掘进与支护工作,保证巷道的稳定,保护工作人员的安全,同时,运输人员也可以将开采出的煤矿快速运输出去,提升企业的开采效率。
        关键词:采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用
        1采矿工程巷道掘进的各类施工方法介绍
        在进行采矿工程巷道掘进施工过程中,需要根据施工现场的地质条件与施工实际状况来确定合理的掘进方案,相应的施工人员在进行巷道掘进之前,要加强对于现场的勘察工作,选择合适的掘进方法。如果岩层的厚度与硬度都较高的话,可以选择采用取钻眼爆破的方法,在岩石层上掘出一个切入口,在使用钻眼爆破方法的时候需要全面分析施工现场周围环境的影响,做好相应的施工方案,计划严格按照施工方案进行施工,在洞眼中放置火药的时候,施工人员要根据周围岩层的承受能力以及需要的火药量的大小,来确定洞眼的尺寸和深度,并要把握好每个洞眼之间的距离,强化爆破效果。另外,洞眼的尺寸与框的厚度有着较为密切的关系,相关的施工人员需要根据矿产的各类数据进行合理的掘进。其次,针对硬度较小的矿层来说可以通过使用单向掏槽的方式,但是如果洞眼的尺寸和断面形式超过了该类方法的标准,则需要选择其他的方式来进行巷道掘进工作。对于整个矿层来说,它的夹层可能会存在于整个矿层的任何位置,在无法探测出夹层位置的时候需要使用掏槽的方式来解决这个问题,使得后续的掘进工作能顺利进行。
        2煤矿巷道掘进技术的应用
        2.1机械掘进技术
        我国的煤矿企业为了提升自身的开采速度,引进了大批先进的机械设备,这些机械设备的使用丰富了施工人员的掘进手段,施工人员也借此开发出了综合机械化掘进技术、半煤半岩巷道内机械掘进技术以及全岩巷道内的机械掘进技术,在这些技术应用中,使用的主要设备包括:掘进机、转换机、电钻机等,其中最主要的设备为掘进机。掘进机的主要功能为煤矿的装载与运输、煤矿与岩石的剥离以及除尘除雾,其将挖掘、运输、除尘等功能汇聚一体,通过其配备的切割臂、回转台、履带、装载机等装置进行巷道掘进。施工人员在使用其进行掘进时应当注意,悬臂式的掘进机只能切割部分断面,对于完整且巨大的岩石应当通过多次移动进行切割,不能长时间使用。掘进机的掘进速度与其利用率相关,在最完美的情况下,掘进机的实际利用率最高可达65%,而当工作人员需要进行支护工作时,其利用率会相对降低。同时,悬臂式掘进机和传统的掘进机相比较,它的整体结构较小,在一些小型的巷道中更加灵活,且购买价格较低,再利用性较高,便于企业应用。
        2.2采煤机掘进技术
        采煤机掘进技术可以进行连续快速的工作,掘进人员使用采煤机进行掘进,需要根据当前煤矿的实际情况进行应用,当煤矿巷道出现大型断面时,采煤机掘进机的应用效果最佳,此技术的效果可以最大限度的发挥出来,掘进人员通过使用采煤机进行掘进,可以减少人工劳作,保证工作人员的安全,同时实现高效率+低成本的发展目标。其工作原理为,采煤机先用自身的工作机构进行破煤操作,再将其装入输送机当中,在一定的牵引速度下实现连续的破煤与装煤,提升掘进的速度。而采煤机按照煤矿中煤层的厚度可以分成超薄、薄、较厚、厚4个等级,超薄采煤机只能用于厚度在0.8m以下的煤层,而薄煤层采煤机则一般用于厚度在0.8~1.3m之间的煤层,较厚煤层采煤机通常用于厚度在1.3~3.5m之间的煤层,厚煤层采煤机则应用于厚度超过3.5m的煤层,目前,我国最高功率的采煤机可以在4.5~5m的煤层中作业。
        2.3掘锚一体化技术
        在煤矿企业进行采煤时,需要应用掘锚系统,这个系统主要分为掘进机与支护锚机2个部分,此技术在实际的应用中适应效果更高,也更加的快捷便利,因此可以帮助企业进行高效掘进。

而在使用这项技术时,企业要先做好勘察工作,勘察人员要明确当前煤矿的地形结构,做好地形的调查工作,随后尽量绕开危险、复杂的地形结构,保证后续掘锚系统的工作不会受到阻碍,同时,在掘进的过程中会产生大量的粉尘烟雾,尤其是在煤矿中,更是隐藏着大量的瓦斯、二氧化碳等有害物质,所以掘进人员在掘进的同时要做好排风工作,在巷道之内安装排风设施,以此排出有害气体,保护人员安全。
        3煤矿支护技术的应用
        3.1预制钢筋混凝土支护技术
        在使用这种支架实施支护的过程中,其不但具有很大的强度,同时相对来说成本也比较小,但是其也存在不足之处,比如有很大的重量同时伸缩性有待提高。对于地下巷道支护技术而言,最普遍的就是吊环型前探梁,为了给施工的质量提供保障,就需要对下面几个方面给予足够的关注:第一,确定最科学合理的建筑以及长度参数,确保能够在地下巷道中平行布置三根吊挂前探支架;第二,为了给固定的质量提供保障,需要有两个以上的固定点,同时在固定期间运用有关的加固措施,确保其具有足够的稳定性。
        3.2锚杆支护技术
        对地下巷道实施永久支护工作的过程中,运用锚杆技术,为了给施工质量提供保障,需要从下面几个方面进行思考:第一,对于杆体抗剪以及抗拉的能力实施相应的分析和计算,保障所运用的锚杆可以符合相应的标准规范,不仅如此,按照相关的经验,综合巷道的支护需要以及种类,确定锚杆之间的间距和长度等相关参数。第二,为了防止由于托板变形而导致出现安全事故,相关工作人员能够科学合理的提升托板的厚度,从而强化其抗变形的性能。不仅如此,在现实的施工期间,运用动态监测技术对整个施工过程实施监督管理,对于存在问题的地方,需要及时的采取有关措施进行处理和解决,给支护的质量提供保障。
        3.3混凝土支护技术
        混凝土支护是利用喷射混凝土来制作支架,跟锚杆支护一起运用,从而强化巷道围岩的固化效果,主要从下面几点入手:第一,需要科学合理的布置喷射装置,这点与支护的质量以及工作的效率有着密切的联系,因此施工单位需要对其实施相应的分析及论证,将巷道的构造作为布置的参考。第二,根据相关的操作步骤,在巷道掘进之后仍然设计临时锚杆,同时对其喷射混凝土,在满足有关的设计标准规范之后设置锚杆。除此之外,还需要强化金属网的强度,从而给其支护效果提供保障。
        3.4提高软岩回采巷道支护效果
        为有效避免巷道软岩的破碎问题,应当采取强化措施,使支护网等结构达到更高的强度要求,还要通过设置更多的锚梁结构以对围岩薄弱位置形成有力的防护,进而对围岩的表面形成更好的约束作用。若巷道岩层情况更加复杂,能够采取二次支护的方式,以提升巷道支护的效果,而对于围岩表面的支护网等结构,也要具有足够的柔性,这样能够较好的应对围岩破碎的情形,使得巷道安全得以保障。
        结论
        随着我国科学技术的发展以及创新,不但在很大程度上使得日常生活更加丰富,同时也强化了工作的效率,促进了行业的可持续发展。对于采矿工程而言,也需要得到技术的支持,因此相关工作人员要对掘进以及支护技术实施更加进一步的探究,充分掌握技术应用的关键之处,确保在进行采矿操作过程中的安全性,以此推动我国经济的欣欣向荣。
        参考文献:
        [1]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.
        [2]吴彤.煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究[J].现代工业经济和信息化,2019,9(04):91-92+103.
        [3]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.
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