采礦工程巷道掘進和支護技術的應用

梁昌偉 徐可群 王峰

摘 要：挖掘施工主要是指在采礦工程施工中，有規劃的挖掘地下巷道，利用科學合理的施工措施與施工方法，破碎操作煤層與周圍巖體，從而形成巷道空間，在此基礎上開展相應的支護工作，確保巷道的暢通與穩固，便于煤炭的開采和運輸。當然要想保證采礦工程的安全順利實施，必須要恰當應用支護技術，對巷道掘進技術要點加以掌握，根據實際需求確定支護類型，保證采礦工程的安全和質量。

關鍵詞：采礦工程；巷道掘進；支護技術；應用

1采礦工程中支護的重要意義

隨著我國社會經濟水平的不斷發展，社會上對于各類礦產需求也在不斷增加，這也加快了我國礦產行業的發展，隨著礦山的不斷開采，人們對于礦產開采安全問題也越來越重視，因此礦山的支護技術和支護設備也發展迅速，采礦工程中支護技術主要是為了保證頂板安全而采用的一種技術手段，一般來說采礦工程的支護技術水平直接關系到了采礦工程的安全以及采礦效率，尤其是井下采掘工作中，支護技術意義重大。

2影響采礦工程巷道掘進錨桿支護技術的因素

2.1巷道斷面尺寸和形狀

對于采礦工程巷道掘進施工來說，需要適當調整與支撐巷道周邊的圍巖應力，而巷道掘進施工在這個過程中會形成不同的斷面形狀，繼而產生不同的應力分布，因此需要合理控制斷面形狀，使其較好地控制應力分散。

2.2地應力

礦山壓力的作用會危害到煤炭開采，如圍巖擠壓巷道或變形斷裂，擠壓會導致煤層被壓松、巖體位移或離散、人工支撐物斷裂或者擠壓變形，嚴重時會出現地表及巖層塌陷、位移等事故。各種人工填充及支撐物、煤層、圍巖在礦上壓力作用下出現力學擠壓的現象，若不能及時有效處理這種現象，則會危害煤炭開采工作，甚至造成施工安全事故，威脅到人們的生命財產安全。要想控制礦上壓力顯現，開采煤炭作業時要進行采空區處理操作和工作面支撐保護，有效控制應力場改變與圍巖變形，確保作業的安全高效進行。當前頂板巖層的合理控制就是現代主流回采工作面支撐保護的有力手段，因此將采空區處理與工作面支撐保護稱為頂板管理的支護技術。

2.3巷道圍巖強度

巷道圍巖堅硬程度是影響巷道保護支撐有效性的關鍵因素，若圍巖強度可在錨桿支護支撐作用下得以增加，則能在一定程度上增強支撐力度。當然巷道圍巖強度主要是考驗圍巖對地質應力的載荷能力，如果圍巖具備良好的載荷能力，即便地應壓力過大，也會減小頂板的位移變化，實現良好的支撐保護作用。所以將錨桿支護技術應用造巷道圍巖掘進施工時，應該重點考慮圍巖的強度問題。

3巷道掘進注意要點

在對煤炭采礦工程進行巷道掘進施工過程中。由于在采礦過程中需要對巷道進行挖掘，并將挖掘到的煤炭對外進行運輸。而挖掘與運輸中不可避免的需要使用到機械工具。在機械工具的使用過程中，主要用對其正確的操作方法以及操作環境進行著重注意，進而避免由于操作不當而引發的安全事故。同時在煤礦巷道掘進機的使用過程中，由于該機器能夠對煤炭資源進行運輸，促進煤礦開采的效率提升，并形成科學高效的流水線作業模式。故而，應在煤礦工廠的挖掘過程中對該種機器的使用情況以及運行情況進行重點維護與檢查，通過設備維護，保障挖掘設備的運行效率，進而提升該工程的實施效率。第二方面，在巷道掘進技術的應用過程中，還應對巷道的施工環境以及施工狀況進行嚴格的監控與檢測，以保障巷道挖掘過程中，其周邊環境的穩定性，進而避免安全事故的發生。

4巷道快速掘進技術優化

4.1優化巷道掘進設備配置

（1）掘進機：掘進機一般分為輕型掘進機和重型大功率掘進機。在選擇掘進機時，需要綜合考慮采礦工程的地質條件、施工要求以及巷道斷面設計等方面。當巷道斷面比較小并且破巖難度比較低時，采用輕型掘進機，不僅可以節約成本，還可以靈活操作，降低故障的發生幾率。當巷道斷面比較大并且巖體硬度比較高時，采用重型大功率掘進機可以提高破巖能力和穩定性。另外，還需要根據截割頭的結構和功率等設置好參數，確保符合巖體的節理構造、粘結性以及硬度等方面的操作要求。

（2）運輸設備。運輸設備主要包括膠帶運輸機和刮板輸送機等，在選擇運輸設備時要考慮掘進機的型號和功率，使兩者相互匹配，確保掘進和裝運作業能夠連續開展，這樣可以減少作業時間，緩解工作人員的壓力，從而使掘進效率大大提升。

（3）錨桿鉆機。錨桿鉆機一般分為單體鉆機、液壓鑿巖臺車以及風動鑿巖臺車等。在傳統的采礦工程巷道掘進過程中經常使用單體鉆機，鉆孔之后要由工作人員手動來完成錨桿的安裝工序，當巷道的頂板情況很差時，就會嚴重降低循環進尺的速度，影響生產效率，因此，不符合目前快速掘進的需求。現階段主要采用鑿巖臺車等專用設備，常用的有液壓鑿巖臺車與風動鑿巖臺車。液壓鑿巖臺車有很大的功率，工作效率很高，而且污染小、噪音低，符合支護作業對及時性的要求。

4.2優化掘進工藝時間

（1）如果圍巖的結構比較完整，節理不發育，而且有很高的強度，需要按照從中心進刀，再對四周進行刷幫的斷面截割順序。這樣能夠確保巷道斷面形狀的成形質量，而且幾乎不會影響周邊的圍巖，特別適合尺寸比較大的巷道斷面。

（2）如果地應力比較大，而且兩幫比較軟弱，非常容易出現片幫現象，為了確保圍巖的穩定性以及巷道兩幫的支護質量，需要分兩次成形，并按照先截割中部，再刷兩幫的截割順序，這樣可以縮短幫部的露出時間。

（3）如果頂板的裂隙較多，整體條件較差，且需要在掘進后立即支護，為了加快掘進速度，確保支護質量，需要分兩次截割，第一次截割寬度要占巷道寬度的1/3，第二次對剩下的2/3部分進行截割，并按照從下向上的蛇形截割順序。這種可以縮短頂板的懸空時間。

4.3優化支護方式

在采礦工程的實施過程中，支護技術需要注意以下幾方面內容：（1）巷道圍堰強度。由于現階段某些施工的巷道圍堰強度不高，進而導致該路段極易發生施工安全問題管。故而應對具體施工環境中的巷道圍堰強度進行分析與了解，并針對圍堰強度較弱的施工環境實施支護技術，對巷道進行保護支撐，進而保障具體的施工環境質量。（2）應對施工場地中的地應力進行詳細的分析了解。在采礦工程的施工過程中，礦山的壓力作用將會對開采作業產生一定的危害影響，極有可能導致塌方和地表位移等安全事故發生。故而在支護技術的實施過程中，應對礦山的地應力進行分析與了解。（3）應對巷道的斷面形狀以及尺寸進行清晰的了解。在采礦工程的支護技術應用過程中，其需要對巷道四周進行支撐與調整。故而需要對斷面形狀以及巷道尺寸進行掌握，以保障有效的提升支護技術的實施質量與水平，進而避免安全事故的頻發。

總之，本文分別從巷道掘進注意要點以及巷道掘進具體應用兩方面對煤炭采礦工程的巷道掘進技術進行詳細的研究與分析，并分別從支護技術注意要點支護技術具體應用兩方面對煤炭采礦工程的支護技術應用進行詳細的研究與探討。經過本文對課題內容的詳細研究結果表明，在其巷道掘進技術以及支護技術的應用過程中依舊存在著一定問題。因此，在未來的研究過程中，應對課題內容進行詳細的研究與分析。希望本文能夠為煤炭采礦工程技術的應用研究提供幾點可行性建議，并為煤炭采礦工程的整體發展提供積極的促進作用。

參考文獻

[1]邱朝波.錨桿支護技術在煤礦掘進巷道中的管理與應用策略[J].福建質量管理.2016（05）.

作者簡介

第一作者：姓名：梁昌偉 身份證號碼：370481197609052237

第二作者：姓名：徐可群 身份證號碼：37048119741128223X

第三作者：姓名：王峰 身份證號碼：370481197006052297

（作者單位：漢諾聯合集團有限公司）