采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)要點(diǎn)分析

李杰聞

摘要：煤礦資源經(jīng)過多年開發(fā)后，淺層資源開發(fā)殆盡，更多的煤礦資源卻集中于深層，隨著煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，開采條件更加復(fù)雜化，人們對于巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)提出了更加嚴(yán)格的要求，因此，在保證煤礦開發(fā)安全性的基礎(chǔ)上，合理選擇掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)，促進(jìn)煤礦資源開發(fā)效率提升。文章先介紹了巷道掘進(jìn)施工方法，闡述了影響巷道掘進(jìn)的因素分析，并提出了采礦工程巷道掘進(jìn)工作的開展原則，最后就采礦工程巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及要點(diǎn)進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：采礦工程;巷道掘進(jìn);影響因素;支護(hù)要點(diǎn)

1 巷道掘進(jìn)施工方法概述

在采礦工程巷道掘進(jìn)施工中，工作人員應(yīng)當(dāng)因地制宜，對采礦現(xiàn)場的地質(zhì)與水文條件進(jìn)行全面勘查，并制定相應(yīng)的巷道掘進(jìn)方案。在掘進(jìn)工作開始前，應(yīng)當(dāng)做好現(xiàn)場勘察工作，選擇恰當(dāng)?shù)木蜻M(jìn)工作方式。比如說，巖石層較厚時(shí)，應(yīng)采用鉆眼爆破的掘進(jìn)方式，即先要在巖石上鑿出缺口，然后在切口中放入炸藥進(jìn)行爆破，從而完成巷道掘進(jìn)工作。采取鉆眼爆破掘進(jìn)方式施工，需要對整體施工方案進(jìn)行合理計(jì)劃與安排，加強(qiáng)施工環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，在向切口中放炸藥時(shí)，必須做好前期準(zhǔn)備工作，對巖石層的承受能力進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，據(jù)此判斷所需炸藥的劑量。緊接著可以結(jié)合切口尺寸測算不同接口的距離，以便取得理想的爆炸效果。與此同時(shí)，框的厚度與切口尺寸存在一定關(guān)聯(lián)，工作人員需要針對不同類型礦產(chǎn)計(jì)算出相關(guān)數(shù)據(jù)，以便更好地開展掘進(jìn)工作。比如說，如果礦層硬度較小，就需要采用單向掏槽的方式進(jìn)行掘進(jìn)。如果接口尺寸與斷面不符合相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，工作人員應(yīng)當(dāng)選擇其他方案，不得強(qiáng)行進(jìn)行單向掏槽。礦產(chǎn)分布會處在任何位置，如果不能準(zhǔn)確判斷夾層的具體方位，就可采取掏槽的方式解決如下問題，使巷道掘進(jìn)工作得以順利進(jìn)行[1]。

2 影響巷道掘進(jìn)的因素分析

2.1圍巖的強(qiáng)度

采礦工程中，圍巖的堅(jiān)硬程度直接關(guān)系到巷道是否能夠提供支撐保護(hù)，在此過程中，工作人員要想提高圍巖的硬度，可考慮采取錨桿支撐技術(shù)，使圍巖的支撐強(qiáng)度得到提高。對采礦過程中的圍巖而言，能夠通過巷道的負(fù)載能力對地應(yīng)力進(jìn)行判斷，圍巖的承載能力越強(qiáng)，地應(yīng)壓力也會越大，此時(shí)就要減小頂板的位移，發(fā)揮保護(hù)與支撐的作用。所以，巷道掘進(jìn)施工中，如果要采用與錨桿支撐技術(shù)類似的支護(hù)技術(shù)，應(yīng)當(dāng)深入分析采礦工程的圍巖強(qiáng)度[2]。

2.2 地質(zhì)條件因素

地質(zhì)條件因素會對巷道掘進(jìn)速度產(chǎn)生重要影響。對于采礦工程而言，其地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，綜合性與自然性都較強(qiáng)。同時(shí)，在巷道掘進(jìn)工作中，還會因地質(zhì)條件因素面臨各種問題，如巖石本體變硬、地下積水較多，此時(shí)如果強(qiáng)行開展巷道掘進(jìn)作業(yè)，不僅會導(dǎo)致工程困難重重，還會影響支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，對整體工程安全十分不利，嚴(yán)重的話會造成瓦斯氣體泄漏等安全責(zé)任事故，所以，在進(jìn)行巷道掘進(jìn)前，工作人員需要對采礦區(qū)域及周邊區(qū)域的地質(zhì)水文條件進(jìn)行探測，實(shí)際掘進(jìn)時(shí)，按照循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行掘進(jìn)，促進(jìn)工作效率提升，保障采礦工作安全。

2.3 地應(yīng)力的影響因素

在采礦工程中，礦山壓力往往會帶來安全隱患，由于地應(yīng)壓力作用，一旦出現(xiàn)采礦工程操作不當(dāng)，就有可能出現(xiàn)巖體位移現(xiàn)象，甚至造成地下巖石層坍塌，以致于塌方事故。所以，在巷道掘進(jìn)作業(yè)過程中，為了避免上述問題出現(xiàn)，在運(yùn)用支護(hù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)保護(hù)，對巖石層進(jìn)行支撐處理，以免出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，對采礦區(qū)域進(jìn)行有效保護(hù)，確保采礦工程安全[3]。

3采礦工程巷道掘進(jìn)工作的開展原則

3.1 防塵和通風(fēng)

在巷道掘進(jìn)工作中，通風(fēng)防塵工作十分關(guān)鍵。在對煤礦巷道進(jìn)行通風(fēng)工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際施工情況選擇恰當(dāng)?shù)耐L(fēng)機(jī)設(shè)備，確保通風(fēng)機(jī)的基本功能得到有效發(fā)揮。在通風(fēng)防塵工作中，風(fēng)筒發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，這時(shí)就要基于實(shí)際對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其能夠適應(yīng)多種復(fù)雜條件環(huán)境。在開展通風(fēng)防塵工作過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照要求對實(shí)際工作情況進(jìn)行全面分析，提高煤礦開采的有效性。

3.2 排放瓦斯氣體

瓦斯爆炸是煤礦開采過程中常見的安全隱患，必須給予足夠的關(guān)注與重視，對施工人員安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。所以，在巷道掘進(jìn)工作開始前，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行瓦斯排查工作，一旦出現(xiàn)瓦斯泄露現(xiàn)象，就要派遣專業(yè)人員及時(shí)處理相關(guān)問題，為巷道掘進(jìn)工作安全提供保證。與此同時(shí)，巷道掘進(jìn)工作過程中，還要加強(qiáng)對瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)測，保證監(jiān)測工作的動態(tài)性，使瓦斯?jié)舛冗_(dá)到相關(guān)規(guī)范。

3.3 掘進(jìn)技術(shù)要有針對性

為科學(xué)地開展巷道掘進(jìn)工作，工作人員應(yīng)認(rèn)真分析巖層硬度與厚度，采取相應(yīng)的掘進(jìn)技術(shù)，使巷道掘進(jìn)工作得以順利進(jìn)行。如果是硬度較大的巖石，應(yīng)采用鉆孔爆破法，這時(shí)就要準(zhǔn)備炸藥與鉆孔工具，經(jīng)過一系列的操作，將炸藥放入洞眼內(nèi)，并做好通風(fēng)與放炮工作。如果是硬度較小的巖石，如在軟巖中掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用支護(hù)的方法進(jìn)行挖掘作業(yè)。總之，巷道掘進(jìn)時(shí)，若確需使用爆炸的方式，則要求工作人員嚴(yán)格控制爆炸時(shí)間，及時(shí)對爆炸現(xiàn)象進(jìn)行清理，保證巷道掘進(jìn)效果。

4 采礦工程巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及要點(diǎn)

4.1 吊環(huán)式前探梁支護(hù)技術(shù)

對于該支護(hù)技術(shù)而言，其主要架構(gòu)是三根懸掛的前伸支架，先要測量出礦井巷道的中軸線，設(shè)置一根支架，然后在距離中間支架100cm處設(shè)置兩根支架，為確保支架穩(wěn)固，應(yīng)當(dāng)對支架進(jìn)行加固。在運(yùn)用吊環(huán)式前探梁支護(hù)技術(shù)時(shí)，應(yīng)先用吊環(huán)對前探梁進(jìn)行固定，使用11號礦用工字鋼材，使吊環(huán)強(qiáng)度滿足施工標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行錨桿施工過程中，應(yīng)當(dāng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的絲扣，將全部吊環(huán)安裝于絲扣，促進(jìn)采礦工程巷道掘進(jìn)支護(hù)施工效果提升。

4.2 吊鏈?zhǔn)角疤搅褐ёo(hù)技術(shù)

類似于吊環(huán)式前探梁支護(hù)技術(shù)結(jié)構(gòu)，該支護(hù)技術(shù)的主要架構(gòu)是三根吊鏈?zhǔn)降那疤搅?，?yīng)當(dāng)先測量出巷道的中軸線，應(yīng)當(dāng)于中軸線設(shè)置一根吊鏈?zhǔn)角疤搅?，然后兩根吊鏈設(shè)置于中間吊鏈100cm處，并利用吊環(huán)對整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)。在運(yùn)用吊鏈?zhǔn)角疤搅褐ёo(hù)技術(shù)的過程中，應(yīng)當(dāng)在礦井中布置一些浮矸活石，充分利用浮矸活石的干擾性，使前探梁逐步前移。另外，掘進(jìn)施工過程中，需要建立臨時(shí)支架，使掘進(jìn)施工得以安全開展，以免威脅施工人員安全[4]。

4.3 永久性支護(hù)技術(shù)

一是錨桿支護(hù)。在采礦工程掘進(jìn)支護(hù)施工中，錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，取得的經(jīng)濟(jì)與社會效益受到社會公眾認(rèn)可，優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：第一，投入成本低;第二，施工安全更加有保障。因受差異性性能與型號等因素的影響，使得錨桿支護(hù)技術(shù)具有多樣性特點(diǎn)，主要選用復(fù)合玻璃鋼錨桿，玻璃鋼強(qiáng)度較大，桿體尺寸不超過0.26cm，并將其運(yùn)用于鉆孔施工中。玻璃鋼錨桿內(nèi)端頭主要是左旋麻花結(jié)構(gòu)，一旦完成支護(hù)施工工作，必須確保錨桿與巖石層面的應(yīng)力相互平衡。值得注意的是，施工人員運(yùn)用錨固劑對錨桿采取加固支護(hù)措施時(shí)，要對錨固劑的攪拌周期進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，確保一次性錨固成功，無需進(jìn)行二次修補(bǔ)，也能減少維修費(fèi)用支出。

二是錨索支護(hù)。對于錨索支護(hù)技術(shù)而言，其應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在：第一，發(fā)揮巖石表面的使用價(jià)值;第二，進(jìn)一步提升巖石支護(hù)效果;第三，使巖石結(jié)構(gòu)保持長期穩(wěn)定，避免巷道出現(xiàn)下沉或變形現(xiàn)象。在進(jìn)行錨索支護(hù)施工中，需根據(jù)尺寸規(guī)格滿足施工要求的托盤工具，整合錨索設(shè)備的性能，進(jìn)而提高錨索支護(hù)施工效果。

三是錨、網(wǎng)、噴支護(hù)。即在充分考慮巷道施工條件的基礎(chǔ)上，運(yùn)用錨桿、錨索以及錨網(wǎng)三種結(jié)合的支護(hù)技術(shù)，支護(hù)施工中，需要對巷道進(jìn)行噴漿處理，目前，錨、網(wǎng)、噴支護(hù)在采礦過程中應(yīng)用比較普遍，安全系數(shù)較高，在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的掘進(jìn)巷道中得到廣泛應(yīng)用，但這種支護(hù)技術(shù)卻存在兩個(gè)弊端：第一，施工工序比較復(fù)雜，耗費(fèi)施工周期長;第二，投入成本偏高，小型采礦工程支護(hù)施工難以承擔(dān)[5]。

因此，選擇巷道掘進(jìn)支護(hù)方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持因地制宜的基本原則，仔細(xì)勘察礦區(qū)的地質(zhì)條件與圍巖強(qiáng)度等參數(shù)，根據(jù)勘察獲得的結(jié)果選擇相應(yīng)的支護(hù)形式，進(jìn)而使采礦工程效益實(shí)現(xiàn)最大化。

5結(jié)束語

總之，為保證采礦作業(yè)高效安全進(jìn)行，減小各種因素的影響，相關(guān)人員應(yīng)在采礦工程作業(yè)過程中，認(rèn)真分析現(xiàn)場的環(huán)境條件，考慮影響巷道掘進(jìn)的因素，及時(shí)防塵通風(fēng)，排放瓦斯氣體，選擇相應(yīng)的掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)，保證巷道掘進(jìn)工作安全進(jìn)行，進(jìn)而提高采礦作業(yè)的整體效益。

參考文獻(xiàn)：

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