礦山巷道快速掘進頂板支護技術(shù)的分析與研究

摘 要：針對巷道快速掘進內(nèi)容的開展，需要對頂板進行支護，所以頂板支護形勢的分析十分關(guān)鍵，需要明確支護當中存在的各類問題以及影響因素，進而采取相對應的措施加以解決。

關(guān)鍵詞：礦山巷道;掘進;頂板支護技術(shù)

1 井下巷道掘進支護方法分析

1.1 錨噴式支護

可縮性支架需要利用一種特殊的金屬打造，其負荷能力能夠?qū)Χ喾接绊懸蛩剡M行承受，連接件的工作狀態(tài)、支架的構(gòu)造都會對其產(chǎn)生非常大的影響。但該支架可以承受的力度是研發(fā)時測量出來的定量，所以在對這一支架進行應用時，需要對其能夠承受的范圍進行精準判斷，關(guān)注該支架可能會出現(xiàn)的問題，如：變形等。通常來說，該支架的極限承受能力比實際的承受能力要大一些，但極限值會有安全隱患存在。因此，在對這一支架進行使用時，需要對其使用情況時刻關(guān)注，盡量不超過能夠承受的實際值[1]。

1.2 預留柱支護

利用預留柱開展支護工作是非常傳統(tǒng)的支護方式之一，在實踐操作當中，已經(jīng)有非常豐富的經(jīng)驗。預留柱支護，具體來說便是在某個區(qū)間當中，上區(qū)段和下區(qū)段會有相應的寬度空隙保留，這種方式將整個面積產(chǎn)生的壓力錯開，使壓力產(chǎn)生的荷載有所減少。盡管這一方法十分簡單并且操作便捷，但起到的頂板支護效果非常理想。該項方法的缺點為成本比較高，對其維護有一定的困難，所以正在探索其他方式對其進行替代[2]。

1.3 錨桿支護

錨桿支護為形式構(gòu)造方式的一種，組成包括：錨桿體、鋼帶、托盤以及金屬網(wǎng)。如圖一所示。該項支護方式的應用非常普遍，在巷道支護方面產(chǎn)生的抗拉以及抗剪功能非常強大。當巷道表面受到壓力以及巖體的接觸時，金屬托盤可以對圍巖脫落進行預防，并對圍巖節(jié)理裂縫舒張以及結(jié)構(gòu)面的滑動現(xiàn)象進行有效控制[3]。支護面會緊緊貼在巷道的表面，這一技術(shù)的有效應用，不但能對巷道的結(jié)構(gòu)進行改善，還能提升煤炭效益和最終的產(chǎn)量，對圍巖垮落可起到非常有效的防止效果。錨桿支護在快速掘進施工當中非常適用，操作簡便且經(jīng)濟快捷，有益于降低安全事故發(fā)生率。

2 礦山巷道掘進速度影響因素分析

2.1 地質(zhì)構(gòu)造因素

因為巷道在低中層，所以會對地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一些影響。在比較簡單的地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，有非?？斓木蜻M速度，且安全性也會非常高，如地質(zhì)構(gòu)造較為復雜，例如：斷層、大量褶皺等，會使掘進有非常大的難度，降低掘進速度，導致礦山安全事故發(fā)生。其中，地質(zhì)構(gòu)造因素主要包括：煤層硬度、褶曲構(gòu)造、圍巖節(jié)理、涌水量等。在增加礦山開采深度之后，涌出的瓦斯量也會有所加大，這對巷道的掘進會產(chǎn)生一定的阻礙，增加的瓦斯量，使風流中瓦斯超限，如果比較嚴重，會導致煤與瓦斯發(fā)生事故。所以在掘進巷道過程中，需要對巷道當中的瓦斯?jié)舛?、涌水量、頂板的完整性等給予高度關(guān)注。

2.2 掘進設備產(chǎn)生的影響

巷道掘進需要通過機械設備實現(xiàn)，先進且高質(zhì)量的設備會使掘進的速度有所加快。與西方發(fā)達國家相比，我國的重型掘進設備還有非常大的提升空間，相應技術(shù)還需要改善，例如：設備的自動化程度、集成化程度等都需要進一步提升和優(yōu)化。我國生產(chǎn)的掘進設備，在掘進過程中經(jīng)常會有故障發(fā)生，故障率比較高。在巖石切割時，磨損刀具也比較嚴重，這對礦山的掘進速度會產(chǎn)生非常大的影響。造成這一問題的主要因素為：礦山設備生產(chǎn)企業(yè)并沒有對掘進設備的核心技術(shù)有所掌握，以至于礦山井下的鉆眼工作、噴漿工作還沒有實現(xiàn)全部自動化。

因為設備方面有些落后，所以全新的支護工藝并不能配套掘進設備。當前，很多礦山企業(yè)都對復合支護以及U型棚支護進行了應用，該項支護方式安裝方便，有著較高的支護強度，但施工難度較高，在地質(zhì)構(gòu)造非常復雜的區(qū)域很難使用[4]。

2.3 施工組織管理要素

為了使礦山企業(yè)的利益最大化得以實現(xiàn)，很多企業(yè)在對項目施工進行開展時，并沒有對科學施工進行規(guī)定，并忽視了很多規(guī)范。盡管有些企業(yè)對大量的規(guī)范文件和質(zhì)量監(jiān)督文件進行了編制，但在施工監(jiān)管當中并沒有將其作用有效發(fā)揮，使得巷道掘進中沒有根據(jù)具體的流程標準開展作業(yè)內(nèi)容，進而對安全生產(chǎn)造成了很大的影響。此外，有些工作人員對于礦山巷道掘進新技術(shù)沒有完全掌握，不了解新技術(shù)以及掘進設備的性能等，這些因素都會對掘進速度造成非常大的影響。

3 強化礦山巷道掘進速度的方式分析

3.1 強化礦山地質(zhì)勘探

針對巷道掘進區(qū)域?qū)嵤┑默F(xiàn)代化探測技術(shù)勘測地質(zhì)構(gòu)造，具有非常強的全面性，有益于施工方案的合理編制。目前，礦山對于地質(zhì)勘探技術(shù)的使用，主要有物探法、巷探法以及鉆探法。在開展地質(zhì)勘探工作時，需要根據(jù)礦井的具體情況對相應的勘探方法進行選擇，勘探的主要內(nèi)容為：掘進頭前方的水文和地質(zhì)情況，并獲取巖層的巖性信息，獲取的數(shù)據(jù)對安全快速掘進產(chǎn)生的作用非常關(guān)鍵，可對誤揭煤層進行預防，并預防煤和瓦斯突出和突水事故等等，所以對地質(zhì)勘探工作的加強，是實現(xiàn)快速掘進的有效方式之一。

3.2 應用先進的掘進設備

針對礦山的開采，礦山企業(yè)需要對現(xiàn)代化的設備進行使用，這是對連續(xù)生產(chǎn)的根本性保障，所以企業(yè)需要結(jié)合自身的條件以及工作環(huán)境對相應的掘進機進行選擇，為了使掘進機的工作保持長期穩(wěn)定性，還需要對其進行維護和保養(yǎng)。

礦山企業(yè)一定要樹立長遠的眼光，結(jié)合當前的經(jīng)濟狀況，對現(xiàn)代化的掘進設備進行引進，也可以開展自主研發(fā)，在當前已有設備的前提下對施工設備進行改進，以便使其能夠?qū)χёo作業(yè)和掘進作業(yè)給予滿足，進而使開采設備的性能以及水平有綜合性提升。在掘進內(nèi)容開展時，要將掘進以及施工工藝進行優(yōu)化，使其更加完善，這樣才能對掘進的速度給予保障，并積極引進先進的技術(shù)及方法，不斷促進掘進速度的提升。

3.3 完善施工組織管理

針對巷道掘進施工內(nèi)容的開展，因為工作人員比較多，所以巷道的組織管理加強十分關(guān)鍵，可以對掘進工作的有序開展產(chǎn)生非常大的影響。其中，礦山企業(yè)需要結(jié)合挑選的掘進工藝對工序進行編制，并配置好相應的人員，以便掘進的速度有所保障，并對工人的生命安全給予保證。平行作業(yè)是非常有效的一種方法，多個工序交叉開展，如同時進行支護和掘進、同時開展裝巖以及鑿巖，并對循環(huán)實現(xiàn)方式進行合理選擇，如根據(jù)施工技術(shù)設備以及管理水平，詳細分析以及預留計算各工序的施工時間和潛在能力等。

4 結(jié)語

總之，巷道快速掘進選擇相應的施工工藝以及掘進方法，是礦山掘進的關(guān)鍵步驟，可使礦山的開采更加有序和順利。礦山當中采用的快速掘進以及頂板支護，需要非常強的專業(yè)性，且兩項工作內(nèi)容非常復雜，所以要對其給予高度的重視，以便使施工工作速度有所保障，并提升可靠性，強化安全效果。其中，需要將施工方法結(jié)合于地質(zhì)構(gòu)造，并對速度和位置開展嚴格把控，通過先進的掘進設備，保障工作內(nèi)容的有序?qū)嵤?/p>

參考文獻：

[1]龐坤宇.巷道快速掘進頂板支護技術(shù)的分析[J].價值工程，2020，39（18）：163-164.

[2]任士鵬，孫勇，孫為民.煤礦巷道快速掘進頂板支護技術(shù)的分析[J].價值工程，2020，39（05）：149-150.

[3]王志浩.煤礦巷道快速掘進及高效支護技術(shù)探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2019（24）：49-50.

[4]許忠.煤礦巷道快速掘進及高效支護技術(shù)標準的探討[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（15）：9-10.

作者簡介：

劉權(quán)（1986- ），男，籍貫：大同市南郊區(qū)，2014年6月畢業(yè)于中國礦業(yè)大學采礦工程專業(yè)，碩士學位，職稱：工程師，從事工作及研究方向：掘進。