探析煤礦采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

孫家輝

摘 要： 煤炭是我國重要的工業(yè)能源。為滿足我國煤炭資源的有效開發(fā)，確保我國煤炭工程的施工、開采質(zhì)量，就需要著重強(qiáng)調(diào)巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。通過采取一些施工方法和施工方法，經(jīng)過壓碎煤層和圍巖形成道路，并通過這種支持和保護(hù)，實(shí)現(xiàn)道路穩(wěn)固暢通，開拓正確的運(yùn)輸路線。

關(guān)鍵詞： 煤礦采礦;巷道掘進(jìn);巷道支護(hù)

【中圖分類號(hào)】TD353???? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A???? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.119

1 巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用原理分析

1.1 錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)在巷道掘進(jìn)中應(yīng)用十分常見，可最大限度的利用煤礦巷道原巖應(yīng)力，使原巖應(yīng)力與支護(hù)強(qiáng)度共同作用，減少支護(hù)成本的投入，從整體上提高煤礦單位的綜合效益。借助于支護(hù)構(gòu)件錨桿托板，通過使用錨固劑可以有效發(fā)揮錨桿支護(hù)技術(shù)的作用，可在錨桿中將螺母適當(dāng)扭緊，使巷道表面能得到托板的緊壓，實(shí)現(xiàn)圍巖應(yīng)力狀態(tài)的調(diào)整，能夠使圍巖節(jié)理裂隙情況得到有效緩解。

1.2 砌碹支護(hù)技術(shù)

砌碹支護(hù)在當(dāng)前我國煤炭行業(yè)中是最基本、最常用的井巷支護(hù)方法，主要分成：料石砌碹、混凝土砌碹。主要適用于煤礦井下的不受回采影響，服務(wù)期長的巷道。具有如下優(yōu)點(diǎn)：本身砌碹支護(hù)是連續(xù)整體，對圍巖能起封閉作用，防止其風(fēng)化;且非常堅(jiān)固、耐久以及防火、防水、阻水、通風(fēng)阻力小。而且材料來源廣泛，多數(shù)可以就地取材。但是其也有缺點(diǎn)，砌碹支護(hù)主要承受頂部壓力，對于頂壓不均勻或者不對稱、側(cè)壓較大的情況，受力較差，容易出現(xiàn)裂縫。而且不能立即產(chǎn)生支撐能力，需要養(yǎng)護(hù)時(shí)間，且造價(jià)較高。

2 巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)需考慮的因素

2.1 巷道圍巖強(qiáng)度

想要提高巷道支撐保護(hù)效果，應(yīng)當(dāng)做好巷道圍巖強(qiáng)度的檢測工作。通常巷道圍巖在強(qiáng)度方面有很大差異性，在錨桿支護(hù)應(yīng)用中，會(huì)使圍巖整體支撐強(qiáng)度有所增加，帶來更高的安全性。圍巖強(qiáng)度的意義在于其對于地應(yīng)力的承受能力，若其具有較高的強(qiáng)度，則能夠承擔(dān)更大的巷道地質(zhì)應(yīng)力，減少頂板位移情況的發(fā)生。所以，在巷道掘進(jìn)及支護(hù)工程中，應(yīng)當(dāng)將圍巖強(qiáng)度納入重點(diǎn)考慮范疇。

2.2 地應(yīng)力

由于煤礦巷道的埋深較大，會(huì)受到極大的礦山地質(zhì)應(yīng)力，可造成巷道圍巖的變形、位移、斷裂、坍塌等狀況，嚴(yán)重威脅巷道安全。正是在礦山地質(zhì)應(yīng)力下，巷道中的圍巖、支護(hù)措施、填充物以及周圍地質(zhì)煤層在受力上達(dá)成平衡，這對巷道支護(hù)有較高要求。若地質(zhì)應(yīng)力控制不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重威脅采礦安全，甚至導(dǎo)致巷道坍塌，引發(fā)煤礦事故。而巷道支護(hù)措施的意義便在于控制地質(zhì)應(yīng)力，以免出現(xiàn)圍巖變形，營造安全開采環(huán)境。當(dāng)前所采用的巷道支護(hù)主要針對的是頂板巖層。

2.3 巷道斷面形狀及尺寸

由于巷道圍巖支護(hù)中，要時(shí)刻注意圍巖應(yīng)力的變化，而支護(hù)措施正是起到支撐和調(diào)整應(yīng)力的作用。但是，對于不同形狀及尺寸的巷道斷面來說，其地質(zhì)應(yīng)力會(huì)呈現(xiàn)不同的分布形式，這就要求巷道斷面具有相對規(guī)則的形狀，還要在掘進(jìn)中加以控制，進(jìn)而有效的分散巷道巖層應(yīng)力，提高圍巖支護(hù)的整體效果。

3 巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)具體應(yīng)用分析

3.1 加強(qiáng)一線員工技術(shù)培訓(xùn)

只有確保支護(hù)技術(shù)的良好應(yīng)用，才能在根本上提高煤礦相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，確保煤礦的開采量會(huì)穩(wěn)步提高。相關(guān)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對新技術(shù)使用的宣傳力度，積極組織各項(xiàng)煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)操作培訓(xùn)，使每一名員工都能熟練掌握技術(shù)的具體應(yīng)用，強(qiáng)化對新技術(shù)、新工藝的認(rèn)知，在培訓(xùn)過程中，企業(yè)應(yīng)注意不僅要培訓(xùn)施工人員的實(shí)踐能力，還要注重對工藝原理知識(shí)的傳輸，以考核的形式，落實(shí)員工理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)，豐富員工的法律法規(guī)認(rèn)識(shí)，杜絕不良違規(guī)操作，提高員工的綜合素養(yǎng)。通過有效推廣，在最大程度上提高員工的施工操作水平。

3.2 控制瓦斯，做好瓦斯排放工作

在駕駛隧道時(shí)，不僅需要考慮支持問題，而且還需要考慮環(huán)境安全和駕駛員的健康狀況。開車時(shí)產(chǎn)生過多的瓦斯是必然的，它屬于煙氣類，濃度越高，越容易發(fā)生爆炸。因此，相關(guān)的負(fù)責(zé)人必須以科學(xué)有效的方式收集氣體，或?qū)U物通道中的氣體量減至最少，盡可能有效地使用該氣體。受隧道建設(shè)影響的工人需要不斷監(jiān)測重復(fù)道路中的氣體含量和空氣濃度，當(dāng)濃度達(dá)到一定量時(shí)，必須及時(shí)進(jìn)行釋放。

3.3 錨噴與錨索支護(hù)技術(shù)

煤礦的支護(hù)技術(shù)是保證地下通道穩(wěn)定的重要措施，其中，錨噴支護(hù)技術(shù)擁有著密粘性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性的特點(diǎn)，并且具有一定的封閉性，因此可以用在一些煤礦巷道的支護(hù)工作中。噴錨支護(hù)技術(shù)有著較長的使用周期，可以在一些較為封閉的地下通道中進(jìn)行應(yīng)用，其并不適用于所有的井巷工程，因此施工人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)煤礦實(shí)際情況的變化來調(diào)整支護(hù)形式，以此保證技術(shù)的正確應(yīng)用和實(shí)際效果。在煤礦采礦工作中，工作人員使用錨索技術(shù)可以在煤層的表面以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)中形成一定的作用力，將煤層中的巖層進(jìn)行緊密的結(jié)合，以此避免實(shí)際施工中出現(xiàn)巷道頂板的下沉、塌陷等情況。施工人員在使用錨索技術(shù)進(jìn)行巷道支護(hù)時(shí)，會(huì)使用專業(yè)的托盤以及墩座，錨索也由穩(wěn)定性能較高的材料進(jìn)行制作，以此提升錨索的強(qiáng)度，確保頂板管理的可靠性。

3.4 加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測

由于巷道的掘進(jìn)及使用是長期的過程，在錨桿支護(hù)體系中容易出現(xiàn)問題，需要對錨桿支護(hù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測，借助于先進(jìn)檢測手段，及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)錨桿支護(hù)薄弱點(diǎn)，更好的保障巷道支護(hù)的安全性。

3.5 做好通風(fēng)防塵工作

在隧道過程中，煙塵粉末會(huì)懸浮在空氣中，還會(huì)存在有害氣體，例如瓦斯或CO2。為了保證道路工人的健康和安全，必須及時(shí)清除灰塵和有害氣體。實(shí)際上，通常避免通風(fēng)和灰塵的最有效方法是在巷道安全管理中安裝內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為兩部分：通風(fēng)設(shè)備和自然空氣。在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，兩個(gè)位置必須準(zhǔn)確定位才能實(shí)施。內(nèi)部氣壓和所需風(fēng)量要滿足道路建設(shè)的要求，通風(fēng)機(jī)必須與輔助系統(tǒng)一起使用，以清除大量灰塵和有害氣體。對于灰塵，相關(guān)人員可以使用真空吸塵器吸收灰塵并減少空氣中的灰塵量。另外，工作人員需要注意隧道的溫度和濕度。

結(jié)束語：基于現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展，煤礦工程的巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)得到一定程度上的優(yōu)化。所以，施工人員運(yùn)用掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行地下作業(yè)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行周密的布置，通過先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備提升掘進(jìn)速度，同時(shí)，對煤礦的巷道使用錨桿、錨噴等技術(shù)進(jìn)行支護(hù)，避免出現(xiàn)巷道塌方等情況，增加煤礦巷道的穩(wěn)定性，確保安全生產(chǎn)。

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