淺談煤礦井下巷道掘進和支護

摘 要：巷道掘進操作可以為采礦工程實施提供良好的作業條件，使采礦設備有足夠安全方便的作業空間和環境。在巷道掘進施工中，掘進設備需要作用于巖層或土體上，然后不斷前進，不斷開拓空間。在掘進過程中，很容易出現巖層失穩或地質變化等狀況，這些會直接導致巷道受損，嚴重情況下，會使巷道坍塌，造成更大的安全事故，所以相關人員還要在掘進同時，做好支護施工。

關鍵詞：采礦工程；巷道；掘進；支護技術

1.引言

在采礦工程中，相關人員有必要了解巷道掘進的施工方法和施工技術關鍵點，還要對各種支護方式了如指掌，如此才能使掘進支護相配套，才能使兩者施工步伐保持一致，基于此，采礦工程整體過程才會安然無恙。本文主要針對采礦工程巷道掘進和支護進行分析。

2. 采礦工程巷道掘進的施工方法

掘進施工包括好幾種類型，每種類型對地質條件要求和限制不同，相關人員在開采之前，還要做好現場勘查，以選擇正確的掘進方法。工程中的巖層厚度和硬度非常大，需要采取鉆眼爆破法，使巖層出現掘進切入口。鉆眼爆破雖然可以實現巷道掘進目的，但在實施時，還需要考慮到這種方式對周圍環境的影響，所以在實施前，需從實際出發，做好詳細規劃[1]。鉆的洞眼，主要為火藥埋設場所，相關人員還要根據爆破要求以及周圍巖層承受能力、火藥量等，設計出洞眼的尺寸和深度，還要做好定位標記工作，洞眼間距也要調控好，如此才能達成良好的爆破效果。洞眼各種尺寸與礦層厚度有直接關聯，后者是前者施工的參考依據，相關人員要嚴格參照相關數據，避免過度掘進。單向掏槽方式主要針對硬度比較小的礦層，這種方式度對洞眼尺寸和斷面形式有限制要求，如果這兩方面超出規定范圍，相關人員就要采取其他方式來繼續掘進。整個礦必然會存在夾層，夾層可能出現在任何一位置，當其出現在洞眼位置處，而相關人員無法探測出時，相關人員應通過掏槽的方式來解決夾層，使其不會成為掘進阻礙。

3. 采礦工程巷道掘進技術應用要點

3.1做好瓦斯排放工作

在巷道掘進的過程中，不僅要考慮到支護問題，還要考慮掘進環境的安全性，在掘進中，必然會產生很多瓦斯，瓦斯是一種易爆炸性氣體，如果其含量過多，濃度過高，就容易引發爆炸事故。所以相關人員還要采取正確有效的方式排放瓦斯或采集瓦斯，使巷道中的瓦斯量減少，使瓦斯得到有效利用。在掘進中，相關人員應對空氣中的瓦斯濃度和含量進行實時監測，當其達到一定限制濃度時，及時將其排放出去。

3.2做好通風防塵工作

巷道掘進中，煙塵粉末直接漂浮在空氣中，此外還會產生瓦斯以及二氧化碳等危害性氣體，這些氣體和灰塵也要得到及時排除，巷道中的工作人員身體安全才不會受到威脅[2]。通風防塵是有效的手段，相關人員應在巷道內部安裝通風系統，該系統分為自然風和設備通風，相關人員要對兩者位置進行準確定位，使巷道內部風壓和需風量滿足要求，通風機要起到輔助配合作用，使灰塵和有害氣體都能排出去。對于灰塵，相關人員可采取除塵器，吸收灰塵，減少空氣中的灰塵量。在通風除塵中，相關人員還要注意控制巷道內部環境的溫濕度。

3.3落實掘進技術關鍵點

煤礦巷道掘進中，必須結合周邊環境，擬定有效的頂板支護方案。其中，預留煤柱作為核心巷道支護形式，下區段始終處在回風狀態，上區段處在運輸狀態，巷道上區段與下區段都必須擁有預留煤柱，以此降低回風平巷周邊的支撐壓力，該預留煤柱具有操作簡便的優勢，方便巷道排水與通風，但支護耗費較大，如果巷道底端受煤礦支撐擠壓，勢必會影響巷道穩定性與安全性，在巷道煤層靠近的地帶，為了確保整個掘進施工穩定性與安全性，要盡量減小煤層沖擊帶來的不利影響，控制好預留煤柱寬度，落實煤柱管理要求。礦用支護型鋼更多的是通過工字鋼與 U 型鋼支護，該支護型鋼用于半圓拱形、圓形、橢圓形巷道斷面。在實踐工作中，礦用支護具有良好的抗剪性、抗壓性與抗拉性，因為煤礦巷道施工環境非常惡劣，所以對支護型鋼有很多要求。另外，煤礦巷道支架還承擔著縱向與橫向荷載，抗彎截面模量直接對支護型斷面帶來影響，根據煤礦巷道支架負荷情況，科學配置抗彎截面模量，結合煤礦巷道滑移平穩度與接觸面面積，選用幾何形支護型鋼，這樣才能讓其處在最好的受力狀態下。

4.巷道支護技術要點

4.1臨時性支護技術

如果巖層受到的掘進影響比較小，或需要采取的支護措施會影響到下一步施工，相關人員需要對該種巖層采取臨時性支護措施。這種支護設施主要有木質支柱以及液壓支柱等，其可對巖石起到加固作用，使其不會發生墜落[3]。在應用這種方式時，相關人員除了要保證支護設施的質量，還要保證其強度和拆卸安裝的方便性。一些金屬支架也可作為臨時性支護設施，相關人員還要優先采用這種優勢顯著的設施。

4.2永久性支護技術

永久性支護技術是巖層永久穩定的保障，也是掘進過程中常用的支護方式，其主要包括以下幾種，其一錨桿支護技術。主要對頂板巖層進行加固，相關的支護設施主要有好幾種類型，比如材質為玻璃鋼的復合錨桿，這種設施在安裝時，還要調整內端頭的結構形式，控制錨桿尺寸，使其能與鉆孔相適應。錨桿和巖層之間有夾角，該夾角為銳角，相關人員要注意控制角度。錨固劑主要對錨桿起到加固作用，相關人員還要做好攪拌工作，錨固施工應一氣呵成，以保證支護效果。其二預制鋼筋混凝土支架。在這種支護設施中，混凝土的強度和硬度以及承載能力可滿足支護要求，所以其主要制定為支架形式。將其用在支護施工中時，相關人員還要對梁柱接口連接質量進行控制。只應用這種支架，可能會產生伸縮性差等缺陷，相關人員還要將其和吊環前探梁聯系在一起，將這種組合形式應用在支護施工中，主要在巷道中布置一定數量和強度的支架，吊環主要對支架進行固定，所以單根支架和吊環的強度還要相適應，然后結合臨時性支護設施，共同保證最后的支護效果[4]。

4.3優化機電一體化

把掘進設備變成自動化模式，有效調整動力電機功率與開挖方位。同時做好掘進設備故障判定與狀態監控，具體包含電機荷載、輸電壓控制、電機溫度、油路壓力、環境污染等。結合現代測控工藝，優化并創新掘進設備問題評估、狀態監測與遠距離控制，這樣才能達到電機整體運作要求。

5.結語

采礦工程作業環境本來就復雜惡劣，安全系數低，雖然有支護設施，但如果支護不當或支護力度小于環境變化程度，都有可能使開采環境變得更加惡劣。所以相關人員不僅要完全落實掘進技術和支護技術，還要保證各種支護設施的質量，在掘進支護之余，更要關注相關的注意事項，使支護能起到加固作用。

參考文獻：

[1]趙壽.煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術的應用分析[J].山東工業技術，2018（17）：99.

[2]韓陽.淺談采礦工程巷道掘進和支護[J].民營科技，2018（08）：126.

[3]于鋒.探析采礦工程巷道掘進和支護應用[J].科學技術創新，2018（19）：176-177.

[4]王熙凌.煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術的應用分析[J].建材與裝飾，2018（29）：233.

作者簡介：

孫慶詩，1971年10月出生，男，2012年6月畢業于黑龍江科技學院采礦工程專業，本科學歷，工程師，現任黑龍江龍煤鶴崗礦業有限責任公司振興煤礦設計工程師。