采礦工程巷道掘進(jìn)與支護(hù)應(yīng)用

石瀚

摘 要： 在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，巷道掘進(jìn)和支護(hù)施工作為非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。由于煤礦開(kāi)采作業(yè)環(huán)境較為惡劣，一旦掘進(jìn)速度過(guò)快或是支護(hù)不合理，則會(huì)導(dǎo)致巷道坍塌，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，需要把控好巷道掘進(jìn)和支護(hù)施工技術(shù)，并進(jìn)一步對(duì)施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，以此來(lái)保證巷道的安全、有序開(kāi)展。

關(guān)鍵詞： 煤礦；巷道；掘進(jìn)施工；支護(hù)技術(shù)

煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，巷道掘進(jìn)和支護(hù)是較為復(fù)雜的工作，其對(duì)煤礦開(kāi)采具有非常重要的影響。因此需要在思想上給予充分的重視，在具體施工過(guò)程中，需要把握好掘進(jìn)施工的進(jìn)度，采用適宜的掘進(jìn)設(shè)備和合理的支護(hù)技術(shù)，以此來(lái)保證掘進(jìn)工作的順利開(kāi)展，為煤礦開(kāi)采的安全起到重要的保障。

1巷道掘進(jìn)施工

在巷道掘進(jìn)施工過(guò)程中，需要針對(duì)巷道斷面形狀和尺寸、巷道掘進(jìn)方向及巷道施工方法進(jìn)行綜合考慮。當(dāng)前我國(guó)煤礦巷道斷面多以梯形、矩形和拱形為主，由巷道的用途來(lái)決定巷道斷面的尺寸。為了實(shí)現(xiàn)巷道的定向掘進(jìn)，需要對(duì)眼位位置進(jìn)行確定，而且在鉆眼施工開(kāi)始之前，需要將巷道中線和腰線引入到掘進(jìn)施工的工作面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊眼和輔助眼的位置的準(zhǔn)確定位，并在工作面上進(jìn)行標(biāo)注。巷道掘進(jìn)施工要以巷道的中心線和腰線進(jìn)行，確保巷道斷面尺寸和規(guī)格要與巷道的坡度和方向相符。由于巷道掘進(jìn)過(guò)程中會(huì)對(duì)巷道中的巖石進(jìn)行破壞，而且形成的空間還要與設(shè)計(jì)要求相符，因此要選擇正確的巷道施工方法，并對(duì)其進(jìn)行有效支持，以此來(lái)保證巷道的穩(wěn)固性和安全性。當(dāng)前有巷道掘進(jìn)技術(shù)大致可以歸納為以下三種：

1.1 綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)

在綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)中，主要是利用綜合掘進(jìn)機(jī)設(shè)備和供電通風(fēng)除塵設(shè)備儀器來(lái)完成破煤、裝煤及轉(zhuǎn)載運(yùn)輸、支護(hù)等工作。在實(shí)際施工中以懸臂式掘進(jìn)機(jī)為主要施工設(shè)備，其可以連續(xù)進(jìn)行掘進(jìn)，而且施工過(guò)程中具有較強(qiáng)的安全性和穩(wěn)定性，能夠大幅度提高掘進(jìn)速度。特別是近年來(lái)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，最先進(jìn)的巷道掘進(jìn)機(jī)可以適用于各種巷道掘進(jìn)施工，具有機(jī)身小巧、穩(wěn)定的特點(diǎn)，而且在使用時(shí)能夠自動(dòng)對(duì)故障及工礦進(jìn)行檢測(cè)。

1.2 連續(xù)采煤技術(shù)

主要是運(yùn)用連續(xù)采煤機(jī)，其集挖掘、采集、裝備和運(yùn)輸于一體，適宜在大寬度煤層掘進(jìn)工程中進(jìn)行應(yīng)用。在應(yīng)用連續(xù)采煤技術(shù)過(guò)程中，主要是依托于采掘運(yùn)輸和錨桿劫掠來(lái)有效的提高掘進(jìn)速度。相較于懸掛式掘進(jìn)機(jī)，連續(xù)采煤設(shè)備掘進(jìn)速度更快，采煤過(guò)程系統(tǒng)化和自動(dòng)化程度更高。針對(duì)于運(yùn)輸方式的不同，連續(xù)采煤機(jī)可以分為間斷式運(yùn)輸和連續(xù)運(yùn)輸，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程 ，連續(xù)采煤設(shè)備對(duì)使用環(huán)境具有較高的要求，只適宜在大面積煤層的多巷和雙巷中進(jìn)行應(yīng)用，單巷掘進(jìn)中無(wú)法應(yīng)用。

1.3 掘錨設(shè)備一體化技術(shù)

巷道掘進(jìn)和巷道支護(hù)是煤炭開(kāi)采巷道掘進(jìn)工作的兩個(gè)主要方面。掘錨一體機(jī)就是一種將這兩項(xiàng)工作有機(jī)統(tǒng)一起來(lái)的設(shè)備。掘錨設(shè)備一體化技術(shù)是我國(guó)自主創(chuàng)新的項(xiàng)目，能夠系統(tǒng)合理的進(jìn)行巷道掘進(jìn)和錨桿支護(hù)工作，是提高掘進(jìn)速度和增強(qiáng)支護(hù)換位水平的有效途徑和手段。目前掘錨一體化設(shè)備主要分為兩類，一類是用掘進(jìn)和支護(hù)作業(yè)同時(shí)進(jìn)行的方式，即同一掘進(jìn)循環(huán)中，掘錨機(jī)整體不行走，割煤滾筒和運(yùn)輸機(jī)向前進(jìn)行煤層開(kāi)采的同時(shí)，錨桿鉆機(jī)同時(shí)跟進(jìn)開(kāi)始進(jìn)行打眼支護(hù)；一類是先割煤后進(jìn)行錨固支護(hù)的方式，即截割工作進(jìn)行時(shí)，錨桿鉆機(jī)不前進(jìn)而是在頂板側(cè)幫進(jìn)行打眼支護(hù)。掘錨一體機(jī)創(chuàng)新了采掘流程和工序，極大的解放了勞動(dòng)力，提高了掘進(jìn)工作的可靠性和安全性。

2巷道支護(hù)技術(shù)

巷道支護(hù)施工是確保煤礦安全生產(chǎn)的重要前提，因此需要加大對(duì)煤礦支護(hù)技術(shù)的研究力度，但更需要重視支護(hù)技術(shù)在煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)中的應(yīng)用。這樣才能從理論上來(lái)正確解讀和預(yù)測(cè)煤礦巖層和實(shí)際情況，并有效的指導(dǎo)支護(hù)工作的開(kāi)展。

對(duì)于采用何種煤礦巷道支護(hù)形式，則需要支護(hù)工作和圍巖的關(guān)系來(lái)確定。由于支護(hù)工作通過(guò)作用力和作用方向會(huì)對(duì)圍巖帶來(lái)較大的影響。當(dāng)前巷道支護(hù)形式主要以支護(hù)力作用在圍巖外層、支護(hù)力在圍巖的內(nèi)外層同時(shí)起作用（即對(duì)圍巖形成從內(nèi)到外的整體支護(hù)作用）、改變圍巖的力學(xué)性質(zhì)來(lái)加強(qiáng)圍巖的強(qiáng)度、改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)來(lái)影響圍巖的強(qiáng)度。當(dāng)前煤礦井下掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程中，所采用的巷道支護(hù)技術(shù)具有種類多樣的特點(diǎn)，主要以下面幾種較為常用：

2.1 錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)是比較常用的支護(hù)技術(shù)，這一技術(shù)能夠有效改善煤礦巷道的布置方式，從而能有效提升煤炭產(chǎn)量和綜合性效益。錨桿支護(hù)技術(shù)主要是通過(guò)利用支護(hù)構(gòu)件錨桿托板及錨固劑等發(fā)揮作用的。錨桿是比較重要的構(gòu)件，在施加適當(dāng)扭矩螺母基礎(chǔ)上讓巷道表面受到托板緊壓，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，能夠有效遏制圍巖節(jié)理裂隙張開(kāi)。錨桿支護(hù)技術(shù)具有很強(qiáng)的整體性，涉及到地質(zhì)勘查、方案設(shè)計(jì)、作業(yè)機(jī)械選擇和施工質(zhì)量評(píng)估等方面。做好地質(zhì)勘查，針對(duì)圍巖的應(yīng)力、地貌，為支護(hù)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。針對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合已有的施工經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)合理的施工方案。完成錨桿支護(hù)施工后要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量評(píng)估，確保安全穩(wěn)定。

2.2 砌碹支護(hù)技術(shù)

砌碹支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用原理主要是能夠?qū)鷰r的表面起到作用，并在一些位置比較特殊的巷道中應(yīng)用相對(duì)比較多，這一技術(shù)應(yīng)用比較方便，但成本很高。這一技術(shù)對(duì)支護(hù)材料質(zhì)量也有相應(yīng)要求，水泥主要采用普通水泥，在抗壓強(qiáng)度要求上要能夠達(dá)到11.8MPa、礦石砂的直徑小于15mm、混凝土是石子粒直徑小于20mm、砌墻料石垂直縫要錯(cuò)開(kāi)等，從這些層面就能夠看出，在實(shí)際掘進(jìn)作業(yè)中會(huì)受到一定局限。

2.3 棚式支護(hù)技術(shù)

這一技術(shù)在煤礦井下掘進(jìn)中的應(yīng)用和鐵路公路隧道中的施工應(yīng)用有很大不同，煤礦井下棚式支護(hù)技術(shù)要能夠進(jìn)行保護(hù)巖柱厚度計(jì)算及設(shè)計(jì)施工管棚工作室、布置孔位、測(cè)量放線等。煤礦巷道當(dāng)中的棚式支護(hù)技術(shù)的使用材料主要以金屬為主，在制作及安裝上相對(duì)比較方便。

3結(jié)束語(yǔ)

在煤礦開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中，巷道掘進(jìn)和支護(hù)施工是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系到煤炭的開(kāi)采工作，因此要不斷的提高巷道掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)水平，以此為保證煤礦開(kāi)采作業(yè)的安全。在井下巷道掘進(jìn)和支護(hù)施工過(guò)程中，地質(zhì)構(gòu)造和施工技術(shù)水平作為影響施工質(zhì)量的重要因素。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好的情況下，巷道掘進(jìn)速度較快，支護(hù)質(zhì)量也較好。在當(dāng)前巷道施工過(guò)程中，主要以爆破法與錨噴支護(hù)相結(jié)合，這其中爆破法對(duì)炮眼定位及裝藥量具有較高的要求，一旦施工技術(shù)水平達(dá)不到，則會(huì)影響掘進(jìn)和支護(hù)施工的質(zhì)量。因此在煤礦巷道掘進(jìn)和支護(hù)作業(yè)過(guò)程中，需要加強(qiáng)裝備水平的提升，提長(zhǎng)掘進(jìn)和支護(hù)施工的機(jī)械化水平，并與煤礦實(shí)際情況相結(jié)合，采用科學(xué)的施工方法，確保巷道施工的效率及安全，為煤礦企業(yè)開(kāi)采工作的安全、高效實(shí)施打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 師培俊.煤礦巷道掘進(jìn)施工與支護(hù)技術(shù)研究[J].能源與節(jié)能，2015（9）.

[2] 王峰峰.煤礦巷道掘進(jìn)施工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015（8）.

[3] 陳江平.關(guān)于煤礦巷道掘進(jìn)施工與支護(hù)技術(shù)的探討[J].科技與企業(yè)，2015（14）.