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论采矿工程巷道掘进和支护应用赵畅儒

发表时间：2021/4/21 来源：《基层建设》2020年第33期作者：赵畅儒

[导读] 摘要：煤炭是我国最主要的一次能源之一，我国煤矿生产的主要形式是地下开采。

        黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司益新煤矿黑龙江鹤岗 154107
        摘要：煤炭是我国最主要的一次能源之一，我国煤矿生产的主要形式是地下开采。近年来，随着综采技术的不断发展，煤矿开采深度以及开采强度不断提高，所面临的开采环境、地质问题也越来越复杂。在煤矿井下回采过程中需要挖掘大量的巷道，巷道的通畅以及围岩的稳定性关系着煤矿的生产稳定及安全稳定，为了保障煤矿生产稳定安全，需要安全可靠的巷道支护技术。同时，随着综掘机的发展与应用，掘进以及开采工作的效率提高，也需要更为规范高效、安全可靠的支护技术。基于此，本文就采矿工程巷道掘进和支护应用进行详细探究。
        关键词：采矿工程；巷道掘进；支护应用
        1引言
        随着井工矿煤炭开采产量、开采深度的逐步加大，井下安全保障措施显得尤为重要。井巷支护结构是增强巷道围岩稳定性的基础结构，同时也是井下安全掘进的前提保障。随着矿井开采深度的不断增加，井巷掘进过程中地质条件及围岩应力变化显著，对巷道支护工艺的要求也越来越高。因此，在制订巷道支护方案时，要结合不同地质、含水条件及采动影响选取不同的支护技术，以保障井巷掘进工作的顺利开展。
        2 研究意义
        在煤矿资源的开发过程中，由于很多煤矿资源处于地下复杂的环境条件下，在开采过程中存在着诸多的不确定性风险，为保障煤矿资源的顺利开发，煤矿企业需要在作业之前进行详细的开采流程制定，进而在此基础上保障开发工作的顺利进行，保障开发的安全性[1]。地下开采作业中，采矿人员必须要结合现场的实际情况，结合煤矿的分布条件，做好施工地下的场地支撑，进而为资源开采创造相对安全的环境条件，使得在整个的煤矿资源开发过程中，相关人员能够及时将煤炭开发出来的煤炭运送出去，而在此过程中，对于支架保护方法的要求相对较高。巷道掘进与支护技术的应用是为了保障煤炭资源的高效开发，通过这些技术的科学应用，能够使得开采作业稳步进行，并结合实际的工期要求，保障作业的安全性、高效性。煤矿所处的地下环境相对复杂，在资源开发过程中常常会存在诸多的限制，极易诱发现场塌方等安全事故，只有保障了掘进与支护技术的科学应用，才能够从根本上预防各类事故的出现，为开采作业创造相对安全的井下环境。
        3 采矿工程巷道掘进工作要点
        3.1 通风防尘
        在进行巷道掘进施工的时候，不仅仅会生成甲烷与二氧化碳等有毒有害气体，还会形成比较多的粉尘，这些粉尘会漂浮在空气当中，并随着施工人员的呼吸进入他们体内，破坏他们的身体机能，威胁到他们的身体健康乃至生命安全。所以，在施工过程中，必须及时将这些粉尘清除，这样才能够更好的保证施工人员生命安全。正常来讲，要想更好的完成通风防尘目标，相关工作人员应该在巷道中合理安装自然通风装置以及设施通风装置，以此来保证巷道内部风压力大小以及通风量满足规定，可以及时排放出巷道中的有毒气体与粉尘。另外，在展开通风除尘的同时，工作人员还应及时完成巷道湿度调控，为施工人员提供更为优渥的工作环境。
        3.2 连续采煤机掘进技术
        一些煤矿的开采作业中，有时会遇到大断面煤巷的情况，这种煤巷的作业环境相对特殊，在挖掘作业中，连续采煤机更为适用，在具体的应用过程中，相关人员需结合现场的具体情况，来对相应的流程加以优化，使得掘进作业更为安全与高效。连续采煤机与其他的设备有所不同，其本身的截割宽度较大，在作业时可以实现集煤、装运与运走的集成，工序更为简单，有效避免了大断面对掘进工作的不利影响[2]。大断面煤巷环境下如果采用的是连续采煤机来进行掘进，一般需分上下两层来进行，这种分层掘进的方式对工艺流程实现了优化，利用画弧的方式能够确定大圆半径，保障成型效果。

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        4 采矿工程巷道支护技术应用
        4.1 后退卧底支护技术
        在开展矿井施工期间时常发生断层移动的情况，严重影响施工的安全性。矿井施工单位通常情况下会选取后退卧底支护方式解决此种情况，能够有效地提高周边岩层的稳定性，进而保证工作人员的生命安全。后退卧底技术通常被应用在高程差距约 2.5 m 的断面中，能够提升锚网和巷道强度。针对巷道周边岩层进行支护期间能够选取后退卧底技术，有关的工作者需要针对相关的仪器展开后退施工，需要关注后退间距。如果开采操作期间工作面坡度比自身坡度低，有关工作者需要将载坡设在 20°的坡上，把载坡作为重要的支护工具。
        4.2 型钢支护技术
        井下巷道支撑结构承受的围岩压力既有纵向推动压力也有横向载荷压力，因此，在确定支护技术前首先要进行支护结构承载负荷能力测试。掘进作业时，可结合井巷设计选取适宜的型钢支护技术，例如U型钢支护技术适用于巷道服务时间长、围岩受动压影响大和无底鼓现象的巷道条件。抗弯截面模量在确定井下巷道型钢断面参数时尤为关键，其要保持与巷道支架负荷能力最大程度的相似。支护型钢的几何形状决定了支架本身具备的性能，因此，在进行型钢滑移与锁紧的过程中，支护结构的接触面面积及平稳性必须达到最优水平，使承受压力效果达到最高标准。
        4.3 临时性支护技术
        所谓的临时性支护技术，主要就是在采矿工程巷道掘进过程中，出于实际上企业对掘进工作的需求下，进而所确定的临时性的巷道支护结构。比如，按照某地区采矿工程巷道掘进的进度，此时操作人员可以借助机组前探梁支护，以便接下来人员支护工作的进行。通过该种临时性支护的方式，不仅能够保证操作人员的安全，而且操作简洁快速，大大节省支护的时间，该种支护是目前掘进作业最常见的临时支护形式。除此之外，当前大多数采矿工程企业，所开展的临时性支护结构，也会应用金属支架加以处理，该种方式有着良好的强度特点，再加上能够快速的安装以及重复利用等效果，近年来大多数地区企业对其有着极高的关注。最为关键的是，该种方式也可以当作是永久性的支护结构。采矿工程企业所选择的支护结构，不管是临时性还是永久性的方式，都应该要与现场环境等方面相吻合，在支护结构承受时间当中，合理的选择高性能的支护材料，希望能够在最少的经济成本投入下，充分的凸显出临时性支护结构的使用价值。
        4.4 支护安全检查
        在掘进煤岩层巷道的过程中，会极大程度的破坏其围岩，如果向围岩所施加的原始应力，比其自身的屈服度更高，那么岩体就必定会出现塑性变形，所以在对掘进巷道进行开挖之前，需要检查支护结构是否安全。首先需要确认巷道空间是否受到了良好的保护，由于在开始挖掘巷道之前，岩层就会受到来自各个方向的原始应力，并形成岩层质点，因此岩层的受力需要处于平衡状态[3]。在开挖工作开始后，围岩所受到的各种应力作用，在经过外部荷载介质的传递后，能够反作用外部围岩，进而避免巷道围岩发生位移，并保护巷道空间。想要良好地保护巷道，就需要做好对其状态的确认。
        5 结束语
        伴随煤矿开采技术的不断进步，煤矿企业安全管理意识也随之增强。煤矿巷道掘进期间所用的支护技术是确保掘进作业安全的关键所在。为此，工作人员必须全面勘察煤矿地质构造，结合实际选取合理的掘进技术与掘进设备，制定出合理的支护结构构建方案，有效保障巷道掘进质量与安全，这样才能在复杂地质条件下全面保障煤矿开采工作效率与安全，促进煤矿产业的健康持续发展。
        参考文献：
        [1] 赵俊卿.综采放顶煤开采工艺与安全技术研究[J].当代化工研究,2019(16):94-95.
        [2] 黄涛.浅谈煤矿井下厚煤层开采的工艺选择[J].煤,2019,28(12):97-98.
        [3]杨建国.峰峰集团采煤工作面安全高效开采举措与实践[J].煤矿开采,2018,23(5):117-118.