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煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用余广周

发表时间：2021/5/20 来源：《基层建设》2020年第35期作者：余广周

[导读] 摘要：随着我国经济科技的不断进步，采矿技术也在不断提高，高效、安全、可持续是采矿工程发展的目标。

        平煤神马集团十矿河南平顶山 467000
        摘要：随着我国经济科技的不断进步，采矿技术也在不断提高，高效、安全、可持续是采矿工程发展的目标。高效的采矿技术是企业发展的翅膀，促进我国现有的采矿工程稳步前进。安全的采矿技术是企业长久发展的基石，同时也可帮助企业提高经济效益。可持续的采矿技术是企业发展的重要途径，需要专业人员进行勘测，实地做好巷道防护工作，保证煤矿开采可持续发展。重点做好巷道防护工作，针对实际情况进行开采工作，提高采矿工程巷道掘进和支护技术的发展，保障人身安全，推动煤矿开采业不断发展。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析提出了一些建议，仅供参考。
        关键词：采矿工程；巷道掘进；支护技术；应用
        引言
        在煤矿中，煤和碳合物是非常重要的化合物。由于建筑物的环境以及各种设备和技术的影响，可能会发生许多问题。现如今，当前社会的飞速发展，采矿的范围正在逐步扩大，采矿的方法也有所不同，煤矿开采过程中使用了适当的钻探和辅助技术。因此，合理使用采矿技术可以安全地工作。
        一、煤矿巷道掘进施工方法
        在实际煤矿开采中，钻眼爆破法常常应用于巷道的掘进。一般而言，首先要做好巷道掘进的施工规划，设计好掘进线路，并且要做好掘进设备准确，将煤电钻设备预先运至工作部位。为保障掘进施工进度及安全，应当做好掘进施工组织及技术准备工作，要对炮眼深度以及间距予以严格控制，这里需考虑到煤层厚度等问题。通常来说，钻眼爆破人员要严格依据平面施工图中所设计的炮眼位置进行钻眼操作。此外，还应根据巷道实际状况，对掘进现场对炮眼位置进行合理调整，要满足炮眼定位原则要求。要充分考虑巷道岩层的强度，由于煤层环境中岩层质地往往较柔软，单向掏槽具有更好的实际应用效果。在达到一定掘进深度时，要根据实际炮眼深度来确定掘进方式，对于断面较小的炮眼，在掘进施工中应当采用复合式掏槽，若巷道中有软煤夹层，则应当对掏槽的数量及倾斜角度予以合理布置，若软煤夹层具有较小的断面，则不宜采用辅助炮眼的方式。同时，待完成掘进施工后，装煤环节也是煤矿开采的重要内容，而且装煤操作较为复杂，现场要配置专业的装煤机械，如ZMZ型装煤机，其具有履带行走的优势，在煤矿开采面中更加灵活。
        二、采矿工程巷道掘进和支护技术中的影响因素
        1.巷道围岩强度因素
        围岩的强度影响着巷道的稳定与否，专业人员需要对围岩强度进行勘测，保证巷道可以安全支撑，使工作人员安全的通行。锚杆技术下，围岩强度得以提高，就可以进一步加强巷道支撑。地质应力的荷载能力是围岩勘察工作中的重点，荷载能力的强弱关系着顶板位移的情况，荷载能力强，地质应力增强，会使顶板位移降低，支撑能力增强。在开采过程中，要注重巷道掘进的关键点，支护作业关系着围岩的强度，通过主动对围岩情况的掌握分析，可以有效提高支护作业的安全性和有效性。
        2.地质条件
        在现实的采矿工程中，对于巷道的掘进速度而言，地质条件是决定其掘进速度的关键因素。由于地质环境具有客观性，同时地质环境中具有岩体变硬以及储水增多等情况，因此不仅会在很大程度上强化巷道掘进以及支护技术的困难程度，同时还会给工程的安全性带来不好的影响，造成出现水患灾害以及瓦斯外泄的现象。因此，在开展巷道掘进操作之前，务必要全方面的勘测矿区的现实地质条件，从而运用科学合理的掘进措施，尽可能的提高掘进的效率，同时给有关施工操作的安全提供保障。
        3.地应力
        由于煤矿巷道的埋深较大，会受到极大的矿山地质应力，可造成巷道围岩的变形、位移、断裂、坍塌等状况，严重威胁巷道安全。正是在矿山地质应力下，巷道中的围岩、支护措施、填充物以及周围地质煤层在受力上达成平衡，这对巷道支护有较高要求。若地质应力控制不当，会严重威胁采矿安全，甚至导致巷道坍塌，引发煤矿事故。

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而巷道支护措施的意义便在于控制地质应力，以免出现围岩变形，营造安全开采环境。当前所采用的巷道支护主要针对的是顶板岩层。
        三、采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析
        1.连续采煤机掘进技术的大断面煤巷应用
        开采煤炭的过程中也存在大断面煤巷，遇到这种情况就必须采用连续采煤机进行挖掘和开采，优化开采流程，可以提高煤巷掘进的施工的安全性，也可以提高工作效率。连续采煤机有自身的优势，它的横切面大，可以承载煤炭的运输工作，扩大大断面工作的成果，减少掘进工作中出现的弊端。
        大断面煤巷连续采煤挖掘技术施工过程中，有分层掘进的方法，分为两个层进行不同层面的施工，用圆弧画出大圆半径，可以更快的使巷道成型。另外，采用绞车进行掘进，快速的运输碴石，优化掘进流程，也可以促进掘进工程的进行，提高掘进工作效率。
        2.锚杆支护和锚注支护技术
        解决围岩软路支问题的方法是，采用石围墙隧道。其常见方式是采用高强度的螺栓支护方法来增加竖井的拉力，通过固定全锚来对锚杆增设应力，可以进行提高性能。锚的末端牢固地固定在整个锚上，从而防止了围岩变形并获得有效的支撑。锚杆支护的方式在经济上相对较实惠，根据周围岩石变形的实际情况，可以支持响应并降低使用成本。然而，由于高张力极限，螺栓的支撑也具有其缺点和不足。使用库支持方法时，不会启用所有支护体。根据支护体的顺序，锚固支撑可分为两种类型：主动支撑和被动支撑。锚固格构支撑方法可以采用格构阶梯来增加围岩的荷载，并有效地增加围岩对外界的支撑作用。它还会通过洪水影响周围的岩石，需要进行避免。
        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。
        4.U型钢支护技术
        U型钢技术需要金属支架的伸缩性强才可以随时随地的提高抵抗高应力，在巷道掘进中，巷道有时会因为高应力而挤压变形，容易出现危险，这时就需要加装金属支架来分散高应力，U型钢支护技术使用得当，可以保证巷道在发生变形后起到很好的支护作用，但是也有一个缺点，在围岩变形前是无法使用U型钢技术提前预防的。
        结束语：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。
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