采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

王松

摘要：為了確保采礦工程的巷道施工安全，控制工程施工質(zhì)量，以及巷道長期穩(wěn)定性，工程過程中要根據(jù)巷道的實際情況和圍巖特性科學(xué)的進(jìn)行巷道掘進(jìn)，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工，并且做好掘進(jìn)支護(hù)工作，保障采礦工程施工的安全穩(wěn)定性，從而提高巷道掘進(jìn)的效率和質(zhì)量。 本文將從采礦工程中的巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)兩個層面，分析具體措施的應(yīng)用，以供采礦工程實踐參考。

關(guān)鍵詞：采礦工程;巷道掘進(jìn);支護(hù)技術(shù)

1 采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)中的影響因素

1.1 巷道圍巖強(qiáng)度因素

巷道的穩(wěn)定性與圍巖強(qiáng)度息息相關(guān)，為了可以形成對巷道的良好支護(hù)和支撐，需要經(jīng)過勘察并結(jié)合圍巖強(qiáng)度進(jìn)行支護(hù)技術(shù)的合理采用。如果圍巖強(qiáng)度可以在錨桿支撐下，實現(xiàn)了自身強(qiáng)度的提高，那么可以進(jìn)一步加大保護(hù)支撐力。圍巖勘察的過程中，主要針對地質(zhì)應(yīng)力的承載能力進(jìn)行了解和分析。承載能力的高低與頂板位移的大小有著直接關(guān)系，承載性能強(qiáng)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)應(yīng)力增加的情況下，會降低頂板位移的大小，發(fā)揮相應(yīng)的保護(hù)和支撐效應(yīng)。所以，采礦項目中的巷道掘進(jìn)施工中，需要關(guān)注圍巖強(qiáng)度提高支護(hù)有效性和掘進(jìn)安全性。

1.2 地應(yīng)力因素

煤炭采礦工程中，地應(yīng)力是具有較大安全影響的。其表現(xiàn)在會增加巖體位移、支撐物變形失效、煤層壓松等方面，甚至還會造成巖層斷裂、工程坍塌。為了有效解決這一隱患，確保采礦工程的順利進(jìn)行，具體的巷道掘進(jìn)與支護(hù)時，務(wù)必全面有效的采取技術(shù)方案對作業(yè)面形成支撐體系，與此同時，科學(xué)處理采空區(qū)，以促進(jìn)采礦作業(yè)的安全進(jìn)行。例如，對頂板巖層進(jìn)行支撐控制，這一方式在當(dāng)前的工作面保護(hù)支撐中較為常見，頂板管理支護(hù)技術(shù)即工作面支撐與采空區(qū)處理的有機(jī)結(jié)合。

1.3 巷道斷面尺寸及形狀因素

采礦作業(yè)的巷道掘進(jìn)中，巷道圍巖應(yīng)力的優(yōu)化和保護(hù)支撐是必不可少的，這就會造成斷面出現(xiàn)應(yīng)力不均的現(xiàn)象，為了可以使應(yīng)力得到分散，應(yīng)當(dāng)在實際過程中嚴(yán)格控制巷道斷面的形狀和尺寸。

2 采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用要點

2.1 做好地質(zhì)勘探工作

在礦山巷道掘進(jìn)時，為了避免地質(zhì)構(gòu)造及其環(huán)境影響到施工作業(yè)，對地質(zhì)構(gòu)造的勘探工作要引起重視，通過利用合理安排以及科學(xué)運用地質(zhì)勘探技術(shù)提升地質(zhì)構(gòu)造勘探的質(zhì)量和效率。當(dāng)前，我國在地質(zhì)構(gòu)造勘察方面的技術(shù)能力還有待提高，在針對巷道地質(zhì)構(gòu)造實施勘探檢查過程中可以采用三維地震綜合勘探技術(shù)，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)實狀況和實際采礦工程情況，在采區(qū)設(shè)計前進(jìn)行三維地震綜合勘探，從而確保后期掘進(jìn)過程更加安全。

2.2 控制瓦斯，做好瓦斯排放工作

巷道掘進(jìn)時，不但要對支護(hù)問題進(jìn)行考慮，還要綜合分析掘進(jìn)環(huán)境是否安全穩(wěn)定，掘進(jìn)的過程中，產(chǎn)生許多瓦斯是必然的，其屬于一類易燃性氣體，假如瓦斯含量較多、濃度較高，容易發(fā)生爆炸事件。因此，相關(guān)人員需要以科學(xué)有效的方式對瓦斯進(jìn)行采集或排放，盡可能降低巷道中的瓦斯量，充分有效的利用瓦斯。掘進(jìn)的過程中，相關(guān)工作者需要動態(tài)監(jiān)測巷道空氣中的瓦斯含量和濃度，如果濃度達(dá)到一定值，需要及時予以排放。

2.3 做好通風(fēng)防塵工作

掘進(jìn)過程中，空氣中會漂浮著煙塵粉末，并其還會存在危害性氣體，例如瓦斯和CO2等，對灰塵和危害性氣體也要予以及時的排除，避免巷道掘進(jìn)工作者的人身健康和安全受到危害。通常來講，較為有效的手段是通風(fēng)防塵，巷道安全管理中應(yīng)當(dāng)安裝內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)分為兩部分，設(shè)備通風(fēng)以及自然風(fēng)，在設(shè)計安裝中要準(zhǔn)確定位兩者的位置，促使內(nèi)部風(fēng)壓以及需風(fēng)量達(dá)到巷道施工要求，通風(fēng)機(jī)在其中要配合輔助通風(fēng)系統(tǒng)，盡可能多的排除灰塵和有害氣體。針對灰塵，工作人員可以利用除塵器對灰塵進(jìn)行吸收，降低空氣中的灰塵量，并且工作人員還應(yīng)當(dāng)對巷道內(nèi)部的溫濕度加以關(guān)注和控制。

2.4 改進(jìn)巷道掘進(jìn)施工工藝

鑒于當(dāng)前掘進(jìn)施工工藝問題，在巷道掘進(jìn)中，首先必須嚴(yán)格遵照開采作業(yè)有關(guān)規(guī)章制度，然后采取綜合多道工序交叉作業(yè)。通過該工藝可有效提升掘進(jìn)速度和效率，使巷道掘進(jìn)作業(yè)和巷道支護(hù)作業(yè)可以平行開展，不會浪費太多時間，而且兩者之間的連續(xù)性加強(qiáng)，既能提高工作效率，又能保證掘進(jìn)的安全性，當(dāng)然還能合理分配工序作業(yè)的時間，提高巷道掘進(jìn)的整體進(jìn)度。

3 采礦工程巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 錨索支護(hù)技術(shù)

礦山掘進(jìn)施工過程中，面對復(fù)雜地質(zhì)情況，一般都采用軟巖的巷道支護(hù)技術(shù)。軟巖這一巖石結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)變形性和較差穩(wěn)定性，松脆或風(fēng)化的幾率很高，在掘進(jìn)施工中如果遭遇軟巖情況，那么巷道需要采取必要且有效的支護(hù)措施。國際層面對于巷道支護(hù)的研究中，提出過許多方法，然而卻無法滿足高應(yīng)力狀況下軟巖巷道支護(hù)的需求，現(xiàn)階段國內(nèi)運用的錨索支護(hù)技術(shù)，能夠較好的對圍巖進(jìn)行控制，增強(qiáng)圍巖的安全可靠性，得到了廣泛應(yīng)用和推廣。

3.2 錨桿支護(hù)和錨注支護(hù)技術(shù)

針對軟巖這一在掘進(jìn)施工中常見的圍巖類型，為了解決巷道支護(hù)的問題，可以利用具有較高強(qiáng)度的錨桿支護(hù)方式，通過對錨桿增設(shè)應(yīng)力，提升圍巖的承載性能，通過加強(qiáng)錨端頭以及進(jìn)行全錨固定，會避免圍巖發(fā)生形變，從而實現(xiàn)有效的支護(hù)。錨桿支護(hù)方式在經(jīng)濟(jì)性方面有著比較好的優(yōu)勢，能夠依據(jù)圍巖形變的實際情況采取相應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度，有利于降低掘進(jìn)成本。但是，由于高應(yīng)力的制約，錨桿支護(hù)也具有缺陷和不足。錨桿支護(hù)方式運用中，并不是全部支護(hù)都主動的，根據(jù)支護(hù)體的安全順序可以將錨桿支護(hù)劃分成兩種，被動支護(hù)以及主動支護(hù)。

錨注支護(hù)方式利用注漿措施來提升圍巖自身的荷載能力，有效增強(qiáng)圍巖對外界影響的支撐力，同時避免圍巖遭受水侵害。

3.3 U型鋼支護(hù)技術(shù)

掘進(jìn)過程中的巷道受高應(yīng)力影響發(fā)生變形，通過加裝金屬支架抵抗高應(yīng)力的影響，U型鋼技術(shù)要求金屬支架具有很強(qiáng)的伸縮性，隨時抵抗高應(yīng)力的影響，充分發(fā)揮支護(hù)作用，在圍巖發(fā)生變形后可以起到很好的支護(hù)作用，但無法圍巖變形前提前支護(hù)。

1 影響煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的因素

影響巷道掘進(jìn)施工的外部因素主要有三個方面。

施工中，首先受到的是巖石的阻隔，想要在巖石層中保證施工的順利進(jìn)行、并保障施工人員的人身安全，必須保持錨桿的支持力與周圍的巖石程度保持同步。如此才能保證巷道的強(qiáng)度，避免塌方事故的產(chǎn)生。其次是地應(yīng)力。地應(yīng)力在工程的擾動下可能會發(fā)生改變，影響到施工的正常進(jìn)行，甚至造成人力物力的損失。因此必須在施工前進(jìn)行仔細(xì)的專業(yè)化的勘測。最后，巷道斷面的尺寸形狀也會直接影響到掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果。不合理的巷道斷面，會妨礙掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的精準(zhǔn)控制，不僅會拖慢施工進(jìn)度還會影響施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上，采礦企業(yè)對于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了不容忽視的推動作用。重視采礦企業(yè)中的安全管理問題，不僅能夠提高采礦企業(yè)的發(fā)展水平，并且對于采礦業(yè)的未來發(fā)展具有重要的建樹作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊玉龍，王波.煤礦巷道掘進(jìn)的影響因素及應(yīng)對措施研究[J].資源信息與工程，2018，33（06）：63-64.

[2]王爭明.掘進(jìn)工作面錨桿支護(hù)設(shè)計分析[J].能源與節(jié)能，2018（10）：141-142.