煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探究

張笑林

摘要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們的生活水平也得到了很大程度的進(jìn)步，對(duì)于社會(huì)的需求也有所改變。能源需求的增加為煤炭開采創(chuàng)造了更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，煤炭開采更適合現(xiàn)代社會(huì)和社會(huì)發(fā)展環(huán)境的需要。而為了能更好的保障煤礦的高效安全進(jìn)行，也需要及時(shí)高效的更新技術(shù)。在煤炭工程中，為了建立技術(shù)支持和提高技術(shù)安全，實(shí)現(xiàn)技術(shù)現(xiàn)代化可以為煤礦提供更好的人員和財(cái)產(chǎn)安全。而有關(guān)巷道掘進(jìn)施工技術(shù)的正確運(yùn)用，是我們?cè)谶M(jìn)行施工工作中非常重要的安全保障。因此，必須建立更為深入的施工技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)研究，不斷提高施工技術(shù)水平和應(yīng)用技術(shù)質(zhì)量，為煤礦生產(chǎn)提供技術(shù)支持。因此，本文研究了煤礦工程開挖技術(shù)和支護(hù)技術(shù)的要點(diǎn)，為煤礦工程施工技術(shù)和安全生產(chǎn)提供了更好的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：煤炭采礦工程;巷道掘進(jìn);支護(hù)技術(shù);應(yīng)用

引言：

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于煤炭能源的需求量越來越大，因此，煤炭企業(yè)必須在保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供足夠的能源支持。從煤礦井下開采是一個(gè)系統(tǒng)的過程。因此，煤炭開采過程中的任何相關(guān)問題都會(huì)對(duì)煤炭能源的利用產(chǎn)生不利影響。因此，本文簡(jiǎn)要分析了煤炭開采過程中的巷道掘進(jìn)和支護(hù)約束。

1煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)與支護(hù)工作概述

采礦工程施工過程中，必須重點(diǎn)進(jìn)行采礦工程中的巷道掘進(jìn)和支護(hù)工作。此部分將此連接分為兩個(gè)部分：巷道掘進(jìn)和支護(hù)工作。巷道掘進(jìn)是巷道支護(hù)的先決條件。目前，大部分用于采煤的巷道掘進(jìn)技術(shù)都是機(jī)械化采煤。通常，如果煤礦井下巷道通過軟巖夾層，在進(jìn)行巷道掘進(jìn)時(shí)，必須優(yōu)化相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備組合，使其成為一個(gè)集成的流水掘進(jìn)系統(tǒng)，并且要有效的利用相關(guān)的掘進(jìn)和回采相結(jié)合，在保證高效掘進(jìn)的也提高了煤炭的開采效率[1]。通常來說，在進(jìn)行了掘進(jìn)工作以后的煤礦，為了保障環(huán)境，我們需要在考察了附近地質(zhì)后進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。一般情況，支護(hù)工作都是以預(yù)留煤柱為中心，同時(shí)必須確保在上下區(qū)段都存在預(yù)留煤柱，以減少回風(fēng)平巷的承載壓力。同時(shí)，還以預(yù)留煤柱為中心進(jìn)行排水和通風(fēng)調(diào)整。在煤礦巷道處理過程中，必須處理預(yù)留煤柱的支護(hù)工作，確保井下施工作業(yè)的安全性。因此，在開始巷道支護(hù)之前，必須根據(jù)當(dāng)前的施工數(shù)據(jù)計(jì)算專用煤柱的寬度和相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)加強(qiáng)預(yù)留煤柱的管理。

2采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1做好地質(zhì)勘探工作

為防止采礦和鉆井過程中的地質(zhì)構(gòu)造和環(huán)境影響施工，應(yīng)通過對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)和充分研究，關(guān)注地質(zhì)構(gòu)造的地質(zhì)勘探質(zhì)量和時(shí)效性，提高地質(zhì)勘探技術(shù)的系統(tǒng)性和科學(xué)性。在目前的地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查中中國的技術(shù)還需要改進(jìn)。在發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)煤層的過程中，可以對(duì)三維工作中的三維地震進(jìn)行復(fù)雜的技術(shù)研究，包括實(shí)際的賦存情況和具體開采技術(shù)，然后需要進(jìn)行大量的地震資料研究以確保開采過程的安全。

2.2控制瓦斯，做好瓦斯排放工作

在挖掘巷道時(shí)，不僅需要考慮支護(hù)問題，而且還需要考慮環(huán)境安全和瓦斯排放的問題。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。受施工影響，工人需要不斷監(jiān)測(cè)重復(fù)巷道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。

2.3做好通風(fēng)防塵工作

在巷道施工過程中，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。在進(jìn)行井下作業(yè)時(shí)，其中影響工人人身安全的很重要的原因就是空氣問題，其中產(chǎn)生的灰塵和有害氣體會(huì)嚴(yán)重影響工人安全，所以在進(jìn)行支護(hù)的前提下，通風(fēng)也是很重要的。其中可以通過安裝通風(fēng)系統(tǒng)來確保巷道通風(fēng)效果[2]。在設(shè)計(jì)和安裝過程中，這兩個(gè)位置必須完全放置在展開之前。而我們?cè)谶M(jìn)行工作的時(shí)候，風(fēng)機(jī)必須與輔助系統(tǒng)配合使用，以去除大量粉塵和有害氣體。而其中因?yàn)楣ぷ鳟a(chǎn)生的粉塵，可以用吸塵器處理，達(dá)到其通風(fēng)防塵的目的。此外，相較空氣問題，其井下溫度和濕度也需要注意。

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)

在面臨復(fù)雜地質(zhì)條件的礦山建設(shè)過程中，軟巖的巷道支護(hù)技術(shù)被普遍采用。構(gòu)造的軟質(zhì)巖石具有較強(qiáng)的變形、較低的穩(wěn)定性和較高的脆性或天氣影響的可能性。在巷道施工過程中，必須采取必要和有效的措施來支撐巷道。在世界范圍內(nèi)，已經(jīng)提出了多種方法來研究巷道支護(hù)，但無法滿足高壓下軟巖支護(hù)的需要。當(dāng)前的采用的錨索支護(hù)技術(shù)，它被廣泛使用并廣泛用作控制措施，以提高圍巖的安全性和可靠性。

3.2錨桿支護(hù)和錨注支護(hù)技術(shù)

解決圍巖軟巷道支護(hù)問題的方法是采用石圍墻巷道。常用的方法是使用螺栓的高強(qiáng)度支護(hù)來增加軸的抗拉力，并通過固定完整的錨件將應(yīng)力添加到錨桿中，這樣可以提高性能，增加穩(wěn)定性。錨尾端點(diǎn)固定在整個(gè)錨上，以防止周圍的巖石變形，并獲得有效的阻力保障支撐的效果。錨桿支護(hù)相對(duì)實(shí)惠。根據(jù)當(dāng)前的變形情況，它可以支持響應(yīng)并降低使用成本。但是，由于高應(yīng)力限制，螺栓支撐也有其缺點(diǎn)和不足[3]。根據(jù)支護(hù)體的順序，可以將錨固支撐分為兩種類型：主動(dòng)支撐和被動(dòng)支撐。錨固支護(hù)方法可以增加圍巖的荷載，并有效地提高周邊護(hù)欄對(duì)外界的承載能力。在遇到井下突水時(shí)，它還會(huì)對(duì)周圍的巖石環(huán)境造成一定的影響，這也是需要進(jìn)行預(yù)防和避免的。

3.3U型鋼支護(hù)技術(shù)

在高負(fù)荷作用下，巷道在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生變形。若要安裝金屬框架并承受高載荷的影響，金屬夾中的鋼接點(diǎn)需要強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，并且始終能夠承受高載荷對(duì)高應(yīng)力的影響。當(dāng)周圍的巖石變形時(shí)，它們可以起到非常好的支撐作用，但在周圍的巖石變形之前，它們不會(huì)被預(yù)先支撐。

3.4混凝土支護(hù)技術(shù)

以混凝土支架構(gòu)建支護(hù)結(jié)構(gòu)的方式是有機(jī)結(jié)合混凝土與錨桿支護(hù)的一種方式，使得圍巖的固定性提高，同時(shí)還增強(qiáng)了圍巖封閉性，在我們的現(xiàn)實(shí)生活中有著非常廣泛的運(yùn)用。使用混凝土支護(hù)技術(shù)時(shí)，必須使用混凝土噴射設(shè)備在開挖巷道時(shí)安裝臨時(shí)錨桿，然后噴混凝土以滿足施工要求，并安裝永久錨桿。與僅單一使用錨桿支護(hù)技術(shù)相比，具有更多的有點(diǎn)，使其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更好，支護(hù)效果更強(qiáng)，更能實(shí)現(xiàn)對(duì)于煤礦工程的防護(hù)。

4煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

4.1設(shè)備質(zhì)量管理

巷道掘進(jìn)施工中，所使用的破碎設(shè)備、裝煤作業(yè)設(shè)備、掘進(jìn)機(jī)等，都應(yīng)保障設(shè)備質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)需求，通過對(duì)設(shè)備質(zhì)量的管理，能夠提高設(shè)備作業(yè)效率與生產(chǎn)效率，保障施工質(zhì)量，提高煤炭采礦工程的安全保障。出設(shè)備質(zhì)量管理外，在設(shè)備使用中也需要做好相關(guān)的管理工作，避免發(fā)生設(shè)備的誤用，造成操作安全問題產(chǎn)生[4]。

4.2掘進(jìn)及支護(hù)技術(shù)的選擇分析

煤礦掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用過程涵蓋了從采煤到棄煤的整個(gè)生命周期，但有些煤礦企業(yè)在采煤過程中并不重視掘進(jìn)技術(shù)，而且隨著社會(huì)的快速發(fā)展，掘進(jìn)技術(shù)也日益多樣化，許多煤炭企業(yè)在選擇掘進(jìn)技術(shù)時(shí)存在困難，有些企業(yè)盲目選擇應(yīng)用范圍最廣的掘進(jìn)技術(shù)，而不是根據(jù)具體的掘進(jìn)要求進(jìn)行選擇。因此，掘進(jìn)技術(shù)的施工效果無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，無法有效的實(shí)現(xiàn)科學(xué)安全的井下作業(yè)。因此，在掘進(jìn)技術(shù)的選擇過程中，煤礦井下必須對(duì)巷道和煤礦井下的地質(zhì)構(gòu)造和巖層結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的勘察，并結(jié)合巷道圍巖的承載能力采用相應(yīng)的掘進(jìn)技術(shù)。一般而言，煤炭企業(yè)常用的支護(hù)方法包括直接破頂法、后退臥底法及臨時(shí)支護(hù)、U型鋼支護(hù)，經(jīng)過了長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)在突遇對(duì)圍巖破的碎情況很多企業(yè)會(huì)擇U型鋼支護(hù)技術(shù)用以確保高巷道支護(hù)和圍巖的穩(wěn)定性。

4.3支護(hù)技術(shù)應(yīng)用及時(shí)性

巷道掘進(jìn)施工是一項(xiàng)系統(tǒng)而龐大的建設(shè)工程，因此在施工過程中應(yīng)建立良好的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，以保證掘進(jìn)作業(yè)的安全。因此，使用該技術(shù)必須是及時(shí)和適當(dāng)?shù)模⑶铱沙休d的結(jié)構(gòu)可以支持和保護(hù)巷道空間。在應(yīng)用支護(hù)技術(shù)時(shí)，還必須做好動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作，創(chuàng)建全面的應(yīng)用質(zhì)量監(jiān)控支持技術(shù)，并及時(shí)進(jìn)行有針對(duì)性的治療，以發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性或其他結(jié)構(gòu)問題，從而提高結(jié)構(gòu)的支撐力并確保施工技術(shù)的安全性。

4.4支護(hù)結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性

巷道掘進(jìn)施工中，以支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)巷道周圍的圍巖應(yīng)力形成支撐與調(diào)整，而由于巷道掘進(jìn)施工斷而的不同所形成的應(yīng)力分布不同，所以為提高對(duì)應(yīng)力的調(diào)整效果，形成更好的支護(hù)效果，需要對(duì)施工斷而性狀合理控制，同時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)形成適應(yīng)性調(diào)整，起到分散應(yīng)力作用，更好的保護(hù)巷道空間[5]。

結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也得到了很大程度的提升，這其中離不開對(duì)于煤礦能源的需求。所以煤礦企業(yè)必須確保工廠的安全。因此，在采煤過程中應(yīng)重視巷道掘進(jìn)和支護(hù)作業(yè)，選擇合適的掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)，提高巷道掘進(jìn)效率和支護(hù)的工作質(zhì)量，以支持煤礦的安全生產(chǎn)。

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