采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

邵友忠

（浙江凱磊爆破工程有限公司，浙江 舟山 316000）

挖掘施工主要是指在采礦工程施工中，有規(guī)劃的挖掘地下巷道，利用科學(xué)合理的施工措施與施工方法，破碎操作煤層與周圍巖體，從而形成巷道空間，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展相應(yīng)的支護(hù)工作，確保巷道的暢通與穩(wěn)固，便于煤炭的開(kāi)采和運(yùn)輸。當(dāng)然要想保證采礦工程的安全順利實(shí)施，必須要恰當(dāng)應(yīng)用支護(hù)技術(shù)，對(duì)巷道掘進(jìn)技術(shù)要點(diǎn)加以掌握，根據(jù)實(shí)際需求確定支護(hù)類型，保證采礦工程的安全和質(zhì)量。

1 采礦工程巷道掘進(jìn)的施工方法

在采礦工程巷道掘進(jìn)施工過(guò)程中，可以使用鉆眼爆破法，即規(guī)劃設(shè)計(jì)地下巷道時(shí)，通過(guò)多臺(tái)煤電鉆的運(yùn)送進(jìn)行施工準(zhǔn)備，施工中綜合分析施工組織與施工技術(shù)，確保炮眼深度掘進(jìn)的實(shí)現(xiàn)。值得注意的是，施工人員利用煤電鉆進(jìn)行掘進(jìn)施工時(shí)，必須要以開(kāi)采煤層的厚度情況為依據(jù)，對(duì)炮眼之間的距離進(jìn)行充分考慮，并在前期平面施工途中科學(xué)設(shè)計(jì)掘進(jìn)炮眼，結(jié)合巷道情況準(zhǔn)確定位開(kāi)采中的場(chǎng)地。通常巖巷道與煤炭層較為類似，基本特質(zhì)相對(duì)較軟，所以在其挖掘過(guò)程中應(yīng)選擇單向掏槽的方式，加上掘進(jìn)的不斷深入，若遇到程度較深的炮眼，則要根據(jù)實(shí)際情況而論，而如果炮眼的斷面較小，可選擇復(fù)合式掏槽的方式進(jìn)行掘進(jìn)。針對(duì)軟煤夾層，施工技術(shù)人員需要在軟煤帶中進(jìn)行布置掏槽，如布置3個(gè)掏槽眼，并且傾斜角度要保持在60°～90°的范圍，若軟煤層斷面相對(duì)狹小，則不能設(shè)置輔助炮眼進(jìn)行操作。此外，裝煤環(huán)節(jié)是鉆眼爆破順利掘進(jìn)的關(guān)鍵，在實(shí)際施工中一般采用ZMZ型裝煤機(jī)實(shí)施裝煤作業(yè)，適宜用于掘進(jìn)斷面的運(yùn)輸作業(yè)，有利于實(shí)現(xiàn)煤炭資源的合理開(kāi)采。

2 影響采礦工程巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)的因素

首先，巷道斷面尺寸和形狀。對(duì)于采礦工程巷道掘進(jìn)施工來(lái)說(shuō)，需要適當(dāng)調(diào)整與支撐巷道周邊的圍巖應(yīng)力，而巷道掘進(jìn)施工在這個(gè)過(guò)程中會(huì)形成不同的斷面形狀，繼而產(chǎn)生不同的應(yīng)力分布，因此需要合理控制斷面形狀，使其較好地控制應(yīng)力分散。

其次，地應(yīng)力。礦山壓力的作用會(huì)危害到煤炭開(kāi)采，如圍巖擠壓巷道或變形斷裂，擠壓會(huì)導(dǎo)致煤層被壓松、巖體位移或離散、人工支撐物斷裂或者擠壓變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)地表及巖層塌陷、位移等事故。各種人工填充及支撐物、煤層、圍巖在礦上壓力作用下出現(xiàn)力學(xué)擠壓的現(xiàn)象，若不能及時(shí)有效處理這種現(xiàn)象，則會(huì)危害煤炭開(kāi)采工作，甚至造成施工安全事故，威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。要想控制礦上壓力顯現(xiàn)，開(kāi)采煤炭作業(yè)時(shí)要進(jìn)行采空區(qū)處理操作和工作面支撐保護(hù)，有效控制應(yīng)力場(chǎng)改變與圍巖變形，確保作業(yè)的安全高效進(jìn)行。當(dāng)前頂板巖層的合理控制就是現(xiàn)代主流回采工作面支撐保護(hù)的有力手段，因此將采空區(qū)處理與工作面支撐保護(hù)稱為頂板管理的支護(hù)技術(shù)。

最后，巷道圍巖強(qiáng)度。巷道圍巖堅(jiān)硬程度是影響巷道保護(hù)支撐有效性的關(guān)鍵因素，若圍巖強(qiáng)度可在錨桿支護(hù)支撐作用下得以增加，則能在一定程度上增強(qiáng)支撐力度。當(dāng)然巷道圍巖強(qiáng)度主要是考驗(yàn)圍巖對(duì)地質(zhì)應(yīng)力的載荷能力，如果圍巖具備良好的載荷能力，即便地應(yīng)壓力過(guò)大，也會(huì)減小頂板的位移變化，實(shí)現(xiàn)良好的支撐保護(hù)作用。所以將錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用造巷道圍巖掘進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮圍巖的強(qiáng)度問(wèn)題。

3 采礦工程巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

錨桿支護(hù)的主要作用就是保護(hù)錨桿支護(hù)區(qū)域的圍巖，控制好該區(qū)域圍巖的破碎離層及裂紋變形，通過(guò)實(shí)施錨桿支護(hù)技術(shù)，能讓錨桿支護(hù)內(nèi)的圍巖盡可能保持完整和穩(wěn)定，并很好地分散對(duì)地質(zhì)應(yīng)力的載荷，使其擴(kuò)散至較遠(yuǎn)位置。一般常見(jiàn)的錨桿支護(hù)包括煤棒錨桿和頂錨桿，兩者在性能與規(guī)格方面有所不同，所以其支護(hù)類型較多，如復(fù)合玻璃鋼錨桿的桿體外部尺寸要低于26mm，因此可用在孔徑28mm～32mm的鉆孔中，使巖石層面和錨桿為正交，且最小角度超過(guò)75°。

在采礦工程巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，需要注意如下事項(xiàng)：第一，加厚處理錨桿托板。在采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)施工過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)處理錨桿托板的強(qiáng)度，使托板抗變形能力高于實(shí)際承受壓力的范圍，促進(jìn)巷道實(shí)際安全性的提高。第二，解決軟巖回采巷道支護(hù)問(wèn)題。強(qiáng)化噴層或支護(hù)網(wǎng)的剛度支撐，將錨粱支護(hù)操作加入到薄弱環(huán)境，以便圍巖表面支撐約束能力的提升，最大限度限制巷道破碎區(qū)的縱向延伸。如果實(shí)際情況相對(duì)復(fù)雜，應(yīng)該實(shí)施二次支護(hù)操作，使支撐保護(hù)強(qiáng)度與規(guī)定要求相符，并達(dá)到噴層或支護(hù)網(wǎng)的相對(duì)柔性操作，即便圍巖出現(xiàn)破裂或變形，也能很快釋放圍巖能量，減少危險(xiǎn)情況的發(fā)生。第三，實(shí)施動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)。將巷道掘進(jìn)錨桿支撐保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于煤炭工程時(shí)，可以利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)錨桿技術(shù)使用中的薄弱環(huán)節(jié)或問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，利用先進(jìn)科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)手段精準(zhǔn)定位環(huán)節(jié)，達(dá)到工程安全施工和支撐強(qiáng)度提高的目的。第四，準(zhǔn)確掌握臨時(shí)支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)。臨時(shí)支護(hù)主要是為滿足采礦工程巷道掘進(jìn)工作的臨時(shí)要求而開(kāi)展的支護(hù)工作，要想確保臨時(shí)支護(hù)質(zhì)量，必須要對(duì)所用支護(hù)材料加以明確。這是因?yàn)椴煌闹ёo(hù)材料有不同的優(yōu)勢(shì)與缺陷，只有保證使用材料的科學(xué)性，才能保障臨時(shí)支護(hù)質(zhì)量。例如：臨時(shí)支護(hù)中采用木支架，能減輕質(zhì)量、降低加工難度、便于安裝，但木支架強(qiáng)度性能和防護(hù)性能差；金屬支架便于拆裝、強(qiáng)度高，能夠重復(fù)使用，但成本相對(duì)較高，所以選擇何種材料進(jìn)行支護(hù)，需要從安全性、可行性、經(jīng)濟(jì)性的角度進(jìn)行論證。另外，在臨時(shí)支護(hù)工作中要落實(shí)相關(guān)的支護(hù)作業(yè)細(xì)節(jié)，要求施工人員嚴(yán)格按照支護(hù)的規(guī)范和工序進(jìn)行作業(yè)，特別是支護(hù)質(zhì)量檢查作業(yè)，嚴(yán)禁使用損壞的支護(hù)材料。第五，恰當(dāng)運(yùn)用配套錨桿支護(hù)體系。在巷道掘進(jìn)的錨桿支撐保護(hù)體系中，要想充分發(fā)揮支撐保護(hù)作用，必須要嚴(yán)格把關(guān)使用螺母的精確度和質(zhì)量，如將普通螺母換位錨桿專用螺母，進(jìn)一步提高整體抗壓能力。

4 結(jié)語(yǔ)

作為采礦工程施工的關(guān)鍵內(nèi)容，巷道掘進(jìn)與支護(hù)關(guān)系到采礦工程能夠順利開(kāi)展，需要加強(qiáng)巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的研究，對(duì)以往施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合工程實(shí)際落實(shí)相關(guān)的施工細(xì)節(jié)。為實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采安全、穩(wěn)健、高效的發(fā)展，提高煤炭開(kāi)采產(chǎn)量，在具體施工環(huán)節(jié)要做好巷道掘進(jìn)與支撐保護(hù)工作，加厚處理錨桿托板，實(shí)施動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)，準(zhǔn)確掌握臨時(shí)支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)，恰當(dāng)運(yùn)用配套錨桿支護(hù)體系。

[1]邱朝波．錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)巷道中的管理與應(yīng)用策略[J]．福建質(zhì)量管理 ． 2016(05)．

[2]劉曉光．淺談支護(hù)技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)中的應(yīng)用[J]．中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品． 2013(09)．