掘進巷道支護方案優(yōu)化設計研究

張文波

摘 要：目前我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，礦企為我國發(fā)展做出了很大貢獻。作為采礦工程中最重要的運輸通道，巷道的安全性直接決定了工程能否高效順利的進行。若工程巷道存在安全隱患，將會嚴重威脅到后期采礦工程的順利進行，從經(jīng)濟層面上講，會造成嚴重的經(jīng)濟損失;從安全層面上講，會危害作業(yè)人員的生命安全。所以，無論從哪個層面上講，針對采礦工程巷道掘進和支護技術應用的研究對于采礦事業(yè)的發(fā)展至關重要。文章從巷道掘進和支護技術的用途、現(xiàn)階段的發(fā)展程度出發(fā)，分析各方面的技術要點和施工過程中的注意事項，希望能夠?qū)ξ覈傻V事業(yè)有所幫助。

關鍵詞：掘進巷道;支護方案;優(yōu)化設計

引言

在煤礦開采過程中，巷道的掘進與支護作為煤礦生產(chǎn)中心環(huán)節(jié)，同時也是關鍵關節(jié)，能否保證巷道掘進與支護的質(zhì)量，直接關系到煤礦的生產(chǎn)效率。但巷道掘進與支護往往容易受到諸多因素所影響，其中主要包括支護技術、施工設備、以及地質(zhì)條件等，而巷道空間主要以周邊煤層與巖體為基礎，通過支護保護巷道空間，為煤炭運輸與開采提供了重要的保障。

1巷道支護技術的相關概述

巷道支護技術又可以細分為圍巖支護、圍巖加固以及多元支護技術等。其中圍巖支護主要是通過金屬支架來對巷道圍巖表面進行支撐，以此來緩解圍巖變形的壓力，是一種被動的支護方式，也是臨時的支護方式。由此可以看出，如果井下掘進過程中，長時間采用圍巖支護的方式，會存在著安全隱患。圍巖加固就是通過錨桿錨索鉆孔的方式來對圍巖的內(nèi)部進行加固，從而緩解了圍巖的變形時間，是一種主動支護的方式。而多元支護技術是利用多種支護技術的綜合體，如錨索+錨桿+錨注的方式，來對圍巖進行保護。因此不同的項目，還可以根據(jù)自己的實際情況選擇合適的巷道支護方式。

2煤礦巷道施工及相關注意事項

鉆眼爆破法作為巖石巷道中常見的方法，在煤礦開采作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。對于每層中間的巷道而言，為了保證其作業(yè)質(zhì)量，此時可選用多臺煤電鉆展開相應的作業(yè)。在相關作業(yè)過程中，施工單位要合理規(guī)劃設計巷道的位置，確保巷道位置的準確性。并在當前工作的基礎上，強化施工方面的管理，做好施工方案設計。在實際的爆破過程中，應當結(jié)合具體實際情況，合理選擇爆破參數(shù)，其中包括鉆孔傾斜、裝藥形式、鉆孔深度等。為了實現(xiàn)巷道快速掘進，則需要合理安排好支護、裝巖、爆破三個工序之間的關系，在煤巷施工過程中，尤其進行鉆眼操作時，必須將其放在特定的高度，引起足夠的重視，并對炮眼之間的距離進行嚴格控制?；诋斍斑@種情況下，工程師需要在平面掘進施工圖中合理設計炮眼及參數(shù)。同時，炮眼選擇要結(jié)合巷道實際情況而定。與巖層相比較而言，煤層相對較軟。在掘進作業(yè)過程中，一般主要選用單向掏槽方式，但需要引起注意的是掘進作業(yè)要結(jié)合當?shù)氐刭|(zhì)條件的實際情況，合理設置炮眼的深度。如果巷道斷面較小的情況下，可選擇復合掏槽式進行掘進。隨著掘進不斷深入，遇見程度較深炮眼的情況下，此時需要根據(jù)實際情況而定。如果煤層中間存在較軟的夾層，應當預先進行在軟煤層進行掏槽作業(yè)，并布置3個傾斜角度處于60°～90°之間的掏槽。如果巷道斷面較小，無需炮眼進行輔助作業(yè)。鉆眼爆破法作為煤礦巷道掘進重要的方法，在具體作業(yè)過程中發(fā)揮著重要的作用，有助于實現(xiàn)對煤炭資源的合理開發(fā)利用。同時，要保證在當前過程中，及時將掘出的煤運輸出去。由于裝煤需要消耗大量的勞動體力，通常主要運用ZMZ型裝煤機輔助作業(yè)，而ZMZ類型的裝煤機主要通過履帶式行走的方式運輸煤，尤其在礦山狹窄的環(huán)境中，具有一定的靈活性，同時還具備高效持續(xù)性強等優(yōu)點，致使其得到了廣泛的應用。

3采礦工程巷道支護技術的應用

3.1砌碹支護技術應用

一般砌碹支護技術的應用組成大部分是料石、混凝土砌塊以及鋼筋混凝土等。砌碹支護技術大多是應用在煤礦巷道施工的早期，其主要的特點是加固性極強，并且技術應用較為簡便，但其應用過程中因其屬于被動剛性支護，需要耗費大量的人力進行，這也就使其施工進度較為緩慢，適應性也較差，對人力成本和時間成本要求較大，導致其應用范圍受限。

3.2混凝土支護技術要點

作為運用最廣泛的一種支護方法，混凝土支護技術由于支護效果良好，廣受施工人員青睞，其技術要點也備受關注。第一，不能隨意決定混泥土設備的位置，需要綜合各種因素進行考量，保證設備布置的合理性。第二，施工過程中，施工人員應該在設計圖的指導下安裝相關構件，切忌融入過多個人想法，施工作業(yè)必須完全滿足施工規(guī)定和設計要求，細節(jié)部分更要多加注意。第三，金屬網(wǎng)的強度也應該成為施工人員關注的重點，其對最終的支護效果影響重大。

3.3錨桿支護技術的應用分析

通常情況下，所謂的錨桿支護主要對破碎的圍巖進行加強，通過錨桿支護技術可以更好的對圍巖上出現(xiàn)的破碎帶、裂紋進行更好的控制。尤其當錨桿支護采用以后，極大的保證了支護區(qū)圍巖的完成性，同時煤礦巷道穩(wěn)定性也得到了有效的保證。此外通過錨桿支護技術的應用，使得圍巖周圍應力轉(zhuǎn)移到圍巖深部，在一定程度上有助于分散巷道周圍的應力。在面對軟巖回采巷道時，此時為了保證實際的支護效果，此時需要選擇多種方式聯(lián)合進行支護。具體主要體現(xiàn)在以下方面內(nèi)容：其一，運用支護網(wǎng)強化巷道圍巖，同時可選用組合梁連接錨桿對那些較為薄弱的地方進行支護。通過當前這種支護方式的運用，使得巷道圍巖剛度得到了保障，對巷道周圍破碎區(qū)很好的控制。其二，為了實現(xiàn)支護效果的最優(yōu)化，通常情況下可以進行二次支護，以此來對巷道進行加強支護。在實際的支護過程中，一般情況下可以選用一定的柔性支護，通過當前這種設計方式，可以保證圍巖發(fā)生破裂的情況下，有助于在最短的時間內(nèi)將圍巖破裂產(chǎn)生的能量進行釋放，進而降低安全事故發(fā)生的幾率，不僅可以保證相關作業(yè)人員的安全，同時也降低了對煤礦企業(yè)的經(jīng)濟損失，保證煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)。

為最大程度化發(fā)揮錨桿支護作用，則需要在巷道支護過程中，嚴格控制好錨桿配件的質(zhì)量。當圍巖應力較大的情況下，此時可利用專業(yè)的錨桿螺母代替普通的錨桿螺母。通過當前這種設計方式，可以保證錨桿支護效果的最大化。在具體的應用過程中，為了避免錨桿的托板因受力過大而造成變形破壞，則需要注重提升錨桿支護效果，具體主要通過對錨桿托板進行加厚處理實現(xiàn)。當錨桿支護結(jié)束后，根據(jù)具體支護的需要，應當對錨桿支護效果進行檢驗，在實際的檢驗過程中，相關技術人員要注重動態(tài)監(jiān)測技術的應用，同時要嚴格按照檢驗流程進行操作，主要對錨桿受力狀況進行實時監(jiān)測?？梢约皶r發(fā)現(xiàn)錨桿支護過程中存在的問題，同時根據(jù)實際監(jiān)測的結(jié)果，有針對性量作出相應的改進。錨桿支護失效在支護過程中較為常見，為了避免更多的錨桿失效，則需要采取有效的補救措施。

結(jié)語

隨著市場的需求和工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，煤礦產(chǎn)業(yè)的開采深度與開采量也在不斷的提高。深度的增加和產(chǎn)量的提升也為煤礦生產(chǎn)施工帶來了更多的挑戰(zhàn)，特別是巷道掘進施工和支護技術的應用需求以及應用難度也越來越大。同時煤礦巷道掘進施工與支護技術所受環(huán)境因素、地質(zhì)條件、設備應用、技術選擇等方面的制約條件也逐漸的更加苛刻。這也就需要施工管理人員必須要加強對煤礦巷道掘進施工技術與支護技術的改進與完善，依據(jù)煤礦開采作業(yè)的實際情況來進行合理的技術應用，進而提高煤礦開采生產(chǎn)作業(yè)的安全性、施工質(zhì)量以及施工效率，確保在安全性提高的前提下實現(xiàn)煤礦產(chǎn)業(yè)開采量滿足市場的需求。

參考文獻

[1] 王強.泰山隆安礦某掘進工作面支護設計分析[J].山西焦煤科技，2018，42（10）：28-31.