采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)與支護(hù)技術(shù)探討

摘要：我國(guó)當(dāng)前燃料主要以煤礦資源為主，煤炭采礦工程在我國(guó)取得了一定成就。井下采礦技術(shù)是采礦工作的重要組成部分，在井下采礦工作中，發(fā)揮著非常重要的作用，對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)采效率和安全性，有著非常重要的影響。然而在實(shí)際采礦技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，各種問(wèn)題都會(huì)出現(xiàn)，為此，本文基于采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)與支護(hù)技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采;掘進(jìn)技術(shù);支護(hù)技術(shù)

我國(guó)煤礦開(kāi)采行業(yè)中多以中小型企業(yè)為主，企業(yè)的安全防護(hù)意識(shí)較薄弱，施工安全無(wú)法得到保障，在煤炭開(kāi)采過(guò)程中存在著較大的工程危險(xiǎn)，尤其是在面對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的情況，或者煤層厚度較小，工作區(qū)域狹窄的地方，在進(jìn)行采礦作業(yè)時(shí)存在更大風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)這樣的情況，如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采技術(shù)，一方面，無(wú)法提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益和煤炭資源使用效率，形成一定的煤礦資源浪費(fèi)，另一方面作業(yè)安全性長(zhǎng)期得不到提高，企業(yè)將面臨國(guó)家安全監(jiān)管部門批評(píng)查封的風(fēng)險(xiǎn)。

1、煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)存在的問(wèn)題

1.1 支護(hù)技術(shù)不合理

為了保證圍巖的穩(wěn)定和煤礦的安全開(kāi)采，必須因地制宜地選擇和應(yīng)用支護(hù)技術(shù)。然而，在實(shí)際的煤炭開(kāi)采過(guò)程中，一些煤礦企業(yè)為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約生產(chǎn)成本，一些煤礦企業(yè)在掘進(jìn)巷道支護(hù)過(guò)程中減少了支護(hù)，支護(hù)材料不符合巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的要求。每一巖層都有自己的特點(diǎn)，有的巖層硬度高，支護(hù)材料質(zhì)量相對(duì)較低，但有的巖層由于自然原因有大量的斷層結(jié)構(gòu)，底板比較破碎，比較軟，然后需要優(yōu)質(zhì)的支護(hù)材料來(lái)維持煤礦巷道的安全穩(wěn)定。

1.2 支護(hù)工藝安全管理不到位

煤礦生產(chǎn)是一種危險(xiǎn)的井下作業(yè)，因此特別重視工作環(huán)境的安全。但是，一些煤礦企業(yè)對(duì)煤礦巷道頂板支護(hù)環(huán)節(jié)不重視，對(duì)巷道開(kāi)挖引起的頂板破碎、斷層、沉陷等問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)采取支護(hù)和安全措施，最終導(dǎo)致煤礦重大頂板安全事故的發(fā)生。

1.3 支護(hù)設(shè)備落后

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)煤礦生產(chǎn)過(guò)程中巷道支護(hù)設(shè)備的現(xiàn)狀，采用風(fēng)動(dòng)錨索機(jī)進(jìn)行頂板孔眼鉆進(jìn)作業(yè)較為普遍。由于在人員操作過(guò)程中，鉆眼角度和錨眼深度不符合設(shè)計(jì)要求，在鉆孔過(guò)程中會(huì)影響支撐架的安裝和施工，使支撐架不能有效發(fā)揮支撐作用。

2、井下采礦常用技術(shù)

2.1井下填充技術(shù)

在井下采礦作業(yè)中，井下充填技術(shù)是一項(xiàng)重要內(nèi)容，特別是近年來(lái)，井下充填技術(shù)在井下采礦作業(yè)中得到了重要應(yīng)用。目前，井下充填技術(shù)主要包括干充填、礫石水泥漿膠結(jié)等技術(shù)。但是，隨著市場(chǎng)環(huán)境的不斷發(fā)展，這些技術(shù)也有一定的落后性。在具體的礦山開(kāi)采作業(yè)中，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代材料的集成和應(yīng)用，優(yōu)化井下開(kāi)采技術(shù)環(huán)境，確保人員、設(shè)備和礦產(chǎn)資源的安全。

2.2 深井開(kāi)采技術(shù)

合理應(yīng)用深井開(kāi)采技術(shù)可以有效地促進(jìn)礦產(chǎn)開(kāi)采深度的增加，增加礦產(chǎn)開(kāi)采量。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與露天開(kāi)采作業(yè)相比，井下開(kāi)采需要面對(duì)復(fù)雜的壓力、溫度、濕度等條件變化，不可控因素較多，開(kāi)采難度較大。為了有效克服外部條件，消除環(huán)境對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程和開(kāi)采結(jié)果的影響，礦產(chǎn)開(kāi)采人員可將 HEMS 技術(shù)合理應(yīng)用于深井開(kāi)采作業(yè)中，以此保障人員設(shè)備安全，提高礦產(chǎn)開(kāi)采質(zhì)量與開(kāi)采效率。所謂的HEMS 技術(shù)指的是一種降溫?fù)Q熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效地控制深井開(kāi)采中的熱害。在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，該系統(tǒng)用于提取礦井涌水量中的冷卻能力，促進(jìn)冷卻能力與開(kāi)采表面高溫空氣之間的熱交換，從而達(dá)到深井冷卻的目的，為礦山開(kāi)采作業(yè)創(chuàng)造良好的溫度條件。在該系統(tǒng)中，水是主要的循環(huán)介質(zhì)。在這種介質(zhì)的循環(huán)下，工作面溫度可降低約5度，即工作面溫度控制在29度左右，濕度也降低，這對(duì)采礦作業(yè)非常重要。

2.3 三下技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，施工人員需要根據(jù)深井層和深井土的實(shí)際環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和制定完善的開(kāi)采方案，同時(shí)針對(duì)深井層的空位，采用充填法防止開(kāi)采過(guò)程中的塌方事故。此外，為確保工程安全，要求礦務(wù)人員組織對(duì)深井巖層表面進(jìn)行加固改造，確保井上建筑物的安全穩(wěn)定。此外，在井下采礦作業(yè)中，井下水和巖層結(jié)構(gòu)會(huì)影響采礦作業(yè)的安全，因此應(yīng)對(duì)采礦作業(yè)面一定范圍內(nèi)的水進(jìn)行處理，以避免采礦過(guò)程中造成的水損失。

3、井下采礦支護(hù)技術(shù)

在礦產(chǎn)資源的井下開(kāi)采作業(yè)中，支護(hù)工程必不可少。由于井下環(huán)境復(fù)雜，不可控因素多，巖層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性低，施工人員需要合理運(yùn)用井下支護(hù)技術(shù)，確保礦山開(kāi)采安全。為保證該技術(shù)的應(yīng)用效果，施工人員在應(yīng)用井下支護(hù)技術(shù)時(shí)，首先應(yīng)通過(guò)綜合地質(zhì)勘查掌握礦區(qū)水文地質(zhì)情況及周圍環(huán)境，并在此基礎(chǔ)上選擇合理的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行井下支護(hù)施工。在井下采礦作業(yè)中，常用的井下支護(hù)技術(shù)是錨桿桁架支護(hù)技術(shù)，它包括漲殼式錨桿與鋼桿，安全性高，應(yīng)用范圍廣。

3.1錨桿支護(hù)技術(shù)

與其他支護(hù)技術(shù)相比，錨桿支護(hù)技術(shù)具有較為明顯的普遍性。從客觀上看，大部分煤礦開(kāi)采過(guò)程中的施工環(huán)境比較復(fù)雜，因此在實(shí)際的煤礦開(kāi)采過(guò)程中，施工隊(duì)伍往往會(huì)遇到斷層，斷層間距較大。由于這些斷層層面破碎嚴(yán)重，穩(wěn)定性相對(duì)較差，容易引起局部坍塌和局部破裂，嚴(yán)重阻礙了巷道掘進(jìn)活動(dòng)。針對(duì)上述情況，施工人員可采用錨桿支護(hù)技術(shù)對(duì)巷道進(jìn)行有效支護(hù)。在大多數(shù)情況下，錨桿支護(hù)技術(shù)的實(shí)際過(guò)程中，加固方法主要采用U型鋼構(gòu)件，通過(guò)U型鋼構(gòu)件可以對(duì)隧道內(nèi)的部分?jǐn)鄬咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)行整體加固。

3.2噴射混凝土支護(hù)技術(shù)

超高噴射混凝土支護(hù)技術(shù)是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要是通過(guò)噴射水泥包裹砂漿和干混凝土。在應(yīng)用水泥包裹砂漿混凝土噴射支護(hù)技術(shù)的過(guò)程中，噴射的混合料主要是在壓縮空氣處理下有效噴射到巷道圍巖表面，以便更好地加固圍巖，避免由于自然環(huán)境的影響而導(dǎo)致巷道圍巖風(fēng)化。而干噴混凝土是將混凝土、水泥、水、速凝劑等材料有效攪拌，然后用砂漿機(jī)將最終混合料噴灑到圍巖表面，達(dá)到加固和支護(hù)的目的。

結(jié)語(yǔ)

我國(guó)對(duì)于煤礦資源的需求較大，煤礦開(kāi)采行業(yè)對(duì)我國(guó)資源戰(zhàn)略有一定的影響。但隨著時(shí)代發(fā)展，煤礦開(kāi)采行業(yè)要不斷實(shí)現(xiàn)自身的優(yōu)化升級(jí)，改革創(chuàng)新掘進(jìn)、支護(hù)技術(shù)，為煤礦安全生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。同時(shí)，由于在采礦工程巷道開(kāi)挖和支護(hù)過(guò)程中，對(duì)相關(guān)技術(shù)選擇、設(shè)備應(yīng)用和技術(shù)方案實(shí)施有較為嚴(yán)格的要求，不同的煤礦地質(zhì)條件和水文條件對(duì)采礦工程巷道掘進(jìn)支護(hù)有不同的要求，選擇相應(yīng)的施工和技術(shù)方案，確保整個(gè)采礦工程能夠有效實(shí)施。相關(guān)施工技術(shù)人員需要掌握隧道掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)，以便更好地做好該技術(shù)在礦山工程施工中的應(yīng)用和處理。

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作者簡(jiǎn)介：柳世鵬男漢族1990.02.12河南省焦作市焦煤集團(tuán)趙固一礦目前職稱：助理工程師研究方向：采礦工程需要評(píng)工程師