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简析煤矿巷道快速掘进中的支护工艺

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：王建业杜兴

[导读] 摘要：随着经济的快速发展，我国对于能源的消耗日益增多，就目前情况看来，我国的煤矿资源对比其他的能源来说，是相对储量较多的，其占有的地位在能源资源当中是非常关键的，其分布的地区非常广泛，且储量相对比较丰富。

        陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司陕西榆林 719300
        摘要：随着经济的快速发展，我国对于能源的消耗日益增多，就目前情况看来，我国的煤矿资源对比其他的能源来说，是相对储量较多的，其占有的地位在能源资源当中是非常关键的，其分布的地区非常广泛，且储量相对比较丰富。然而在煤炭资源的实际开采中，可进行露天开采的煤矿资源正在逐渐减少甚至消失，其所占的比例也是越来越小。因此，目前我国在进行煤矿资源开发时，大部分属于地下开采。在实际的地下开采过程当中，煤矿巷道的建设是非常重要的，属于其关键组成部分，在煤矿巷道里进行迅速挖掘时，其涉及到的支护工艺是其重点。支护工艺的完善与否，这对于施工人员的人身财产安全和施工效率都将造成巨大的影响。由此可见，对煤矿巷道迅速挖掘中的支护工艺研究分析，具有着非常重要的现实意义。
        关键词：煤矿；巷道掘进；支护工艺
        引言
        在我国能源消费结构当中，煤炭资源的消耗是最主要的，煤矿资源在我国的消费和生产过程中都占据着主要地位。因为露天开采条件的有限性，大部分煤矿在进行开采时都是地下开采，而在具体的开采过程中，巷道掘进主要包含三大工序，包括支护，装运以及破岩这三个主要工序，由于煤矿开采的施工过程具有复杂性，各个方面的因素都有可能对挖掘前进的速度产生影响。因此，若想要对煤矿巷道挖掘的速度进行提升，那么确保岩层稳定性和巷道畅通性，这对于煤矿安全生产和建设将产生不可替代的影响。伴随着煤矿开采的强度深度，以及开采的广泛程度提高，还有地质条件的复杂程度日渐增加，这就要求对巷道支护技术进行有效优化。
        1提升巷道掘进支护工艺的重要性
        在当前的煤炭开采中，我国对于煤炭开采相关安全准则制定了相应标准，在进行移动掘进工作时，需要对巷道顶板和岩层必须采取加强的措施。倘若在对其进行加强时，出现了掘进工作与支撑措施无法同时进行的情况，那么这将会在很大程度上，对煤炭开采造成巨大影响，会对资金造成不必要的大量浪费。因此，要对煤炭开采的质量和效率进行提高，对相关的支撑设备以及技术进行更新与优化是势在必行的。对该项设备和工艺进行完善，这将在一定程度上减少相关施工人员的工作量，而且可以有效节约时间，更重要的是，为施工挖掘人员的人身安全带来了技术保障。进而对于煤炭开采所需时间、质量以及安全性都会有极大程度的提高，为整个煤炭开采行业提供更优质的服务。
        2煤矿巷道掘进的主要方式
        在对煤矿资源进行开采时，相关的煤矿开采公司主要会采取两种方式进行采掘，主要有掘锚一体化和利用综合机械这两种方式进行掘进。掘锚一体化主要指利用掘进施工、巷道支撑以及锚杆支护等形式对采掘的速度进行有效提升。该种方式的运用，在一定程度上对我国煤矿公司的可持续发展起着积极的促进作用。另一种方式就是综合机械式的掘进模式，该机械在运用过程当中一般情况下会采用锚杆机、持续采煤机以及悬臂形式的掘进机等一系列设备来进行采掘。此外，使用悬臂式掘进机，在一定程度上，与持续采煤机进行对比，前者需要投资的成本较高，同时工作效率较低。对此，在实际的掘进过程中，需要尽量减少对悬臂式掘进机的使用，这样可以减少不必要的资源浪费与资金投入。
        3影响煤矿巷道掘进速度的要点
        3.1地质构造
        因为地质构造的复杂性，如果开采地区存在大量的断层或者是褶皱，以及出现火成岩侵入体等现象，像这样复杂恶劣的地质环境对于煤矿的开采作业来说将会造成巨大的影响。反之，如果该开采地区的地质构造是比较良好的状态，那么这样的地质条件将会对掘进速度起到提升的作用。换而言之，围岩的节理状况、褶区的构造情况、煤层的坚硬程度、瓦斯量的多少以及出水量的高低等，这些都将会对煤层的开采生产造成较大影响。倘若煤层的坚硬程度较高，那么所需要的只是临时支护。然而，若出现了褶皱断层的情况，那么对煤层的厚度将不能有效预测，极其容易产生塌陷、冒顶或者是偏冒的现象频繁出现，这些现象会引起安全事故的发生，以至于拖延掘进施工进程。此外，倘若在开采的过程中出现瓦斯量过多的情况，那么这将会对掘进施工的安全性造成威胁。
        3.2掘进设备
        国家推行了一系列的改革措施，这让经济和社会得到快速发展，而科学技术也不可同日而语。

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各种各样的掘进设备和施工技术不断更新，并且让其新的技术和设备融入到实际运用当中。然而，就当前情况来看，我国关于煤矿掘进开采器械种类繁多，但对比其他发达国家，我国机械自动化，信息化以及集成化的程度是相对落后的，其工艺的整体水平和性能相对较低，特别是消耗刀具比较严重，这些因素都会对其挖掘进度产生影响。除此之外，我国对于一些先进机械设备的关键技术没有完全掌握，导致同类产品质量相对较低。根据相关资料显示，大部分的煤矿单位未能实现设备的自动化，在一些喷浆、打眼等环节依然采用的是人工。
        3.3施工工艺
        在一般情况，煤矿的采煤工艺通常是由掘进设备的先进与否决定，采用传统的掘进设备，必然会出现与新型支护工艺无法匹配的情况。根据市场调研显示，我国大部分煤矿单位在选择支护形式时，主要选择的是断面U型棚支护以及新型式的复合支护这两种，这种工艺在某些方面都是非常便利的，比如通风、安装、行人通过以及运输等方面，但是由于其支护要求强度高，且巷道的断面面积较大，这都会对使支护施工时造成难度过大，同时还要面对一些地质结构较复杂的地质条件时，这将对其施工的进度造成严重影响。
        3.4施工人员与施工管理
        目前，对我国经济快速发展造成阻碍的原因在于两个方面，一个是资源的短缺，另一个是对环境造成污染。然而，要实现我国经济的可持续发展，首先要解决的是电力资源的匮乏。为此，为有效减缓供电压力，我国原煤产量产生了供应量大于需求量的现象，为了追求眼前利益，大部分煤矿企业过度采掘煤矿，忽视了长远利益，对可持续发展和有效施工管理没有足够重视。与此同时，大部分的煤矿开采单位没有相关的质量监管文件以及建设标准流程，以至于在进行实际的施工当中，所制定的工程计划无法贯彻落实，进而对煤矿生产的安全性造成了威胁。除此之外，某些煤矿单位，相关管理工作人员对新型掘进技术，工艺以及相关的机械设备性能未完全掌握，这些都会对开采速度产生影响。
        4煤矿巷道快速掘进支护工艺分析
        根据对煤矿开采工艺的研究发现，煤矿巷道迅速掘进中的支护方式有两种形式即永久支护和临时支护。
        4.1永久支护工艺
        在煤矿开采过程中，采用永久支护工艺，可以使施工人员和进行开采工作人员拥有更好的保障，使其在具体的工作中安全性得到一定程度的提升，它的性能是相对较高的。若对其进行优化，在材料这一块，在进行材料选择，高硬度、强度的锚索，以及锚网锚杆材料是其优先选择，从而使得围岩和顶板的应力负荷能力满足其需要；在结构方面，要将巷道的具体情况进行有效结合，构建受力分析模型，可以使永久支护工艺更具有科学性，使其支护效果更好。
        4.2临时支护工艺
        临时支护的方式主要是采用支柱。在此前提下，相关的施工人员需要提前对煤矿巷道的具体情况进行了解，还需要有极其专业的知识储备。目前，由于大部分煤矿企业在进行支护保障施工时，对相关因素没有全面考虑，导致其具有一定的缺陷性。对此，进行优化是必不可少的。临时支护工艺的关键点在于力学分析模型的建构。进而使临时支护发挥其应有的作用，对巷道的围岩和顶板做更好的支撑保护。
        5结束语
        总而言之，伴随着煤矿规模和数量的不断扩大，对其迅速掘进过程中的支护工艺进行优化升级已势在必行。对其影响掘进速度的因素进行分析讨论，以便对支护工艺进行优化升级提供理论支持，因地制宜的制定相应解决方案，从而为煤矿开采行业提供更好的服务。
        参考文献
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        [2]陆彦伟.煤矿巷道快速掘进中的支护技术研究[J].机械管理开发,2020,35(07):175-177.
        [3]郭佳文.煤矿巷道快速掘进中的支护工艺[J].石化技术,2020,27(03):301-302.
        [4]石曙光.煤矿巷道快速掘进及高效支护技术探讨[J].科协论坛(下半月),2013(09):45-46.