煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術的應用研究

摘要：隨著社會經濟及科學技術的不斷發展，特別是各項技術的應用為人類帶來了巨大便利，而這一便利也被應用在了采礦行業。煤礦巷道是開采過程中重要的開采運輸通道，同時也是保證煤礦開采安全及高效的關鍵。一旦煤礦巷道出現問題，那么會對整個煤礦開采作業造成嚴重影響，輕則影響開采作業的正常進行，造成不必要的經濟損失;重則危及作業者生命安全，造成重大事故。因此加強巷道掘進和支護技術的研究及應用具有重要意義。關鍵詞：煤礦巷道；巷道掘進技術；支護技術；意義及應用挖掘施工的含義為采礦工程施行的過程中，計劃性地挖掘地下巷道，使用科學有效的施工方法、措施手段將煤層以及四周巖層破碎，促進巷道空間的形成，之后再對它們展開一定的支護工作，保證巷道足夠穩定，暢通無比，方便實施煤炭業的開發、運輸工程，如果要使采礦的全過程足夠安全，能在正常情況下施行，應將支護技術加以運用，掌握巷道掘進技術的實施準則，按照實際的施工環境選擇對應的支護方式，確保采礦工程的安全性和質量性。1煤礦采礦工程巷道掘進與支護技術的作用在煤礦采礦工程施工的過程中，要有計劃地對地下巷道進行掘進，以形成安全的巷道空間。在巷道掘進過程中，為了保證人員的安全，也為了保障開采運輸能夠擁有暢通、穩定的路徑，需要對巷道空間進行保護，這就需要使用支護技術。不管是掘進還是支護，其目的是為了保證煤礦巷道的安全與穩定，確保采礦作業能夠高效、穩定的正常運行，并確保效率的前提下，防止安全事故的產生。由于地下環境復雜，一方面巷道中會有一定的軟巖，可能會發生巷道崩坍、破壞等問題，需要利用錨桿支護等支護技術來對巷道進行有效支護；另一方面，掘進必須要依靠合理的掘進技術來保障掘進的效率和質量。因此，為了巷道的穩定與安全，要合理利用煤礦巷道掘進和支護技術。2當前煤礦巷道掘進和支護技術的發展現狀在這個大力發展經濟、技術創新的時代，我國在針對礦井的設計方面進行了改革，在煤炭開采的技術方面也得到了創新，從以往巖石集中巷的布置方式變成了開拓巷道和采準巷道布置的方式，增加了煤巷在井巷工程中的比例。在煤礦開采過程中，需要永久性的巷道以完成巖層到煤層的過渡，以便提高掘進速度，縮短開采周期，提高開采效率。我國巷道多為拱形，而方形巷道的運輸效率無疑高于拱形，因此形狀的轉變也是其中一步；在巷道挖掘中多采用的是單巷道，這樣給通風以及積水問題的處理帶來了巨大挑戰，因此在挖掘過程中已經從單巷道變成了多巷道。當前，由于巖層的關系，巷道將受到各種應力的擠壓，為了防止巷道崩坍、破壞等問題，需要做好相應的支護預留以及支護技術的選擇。3巷道掘進的施工措施在現有階段，巷道錨桿支護具有良好的系統性，包括支護方案的設計、地形勘察、機械材料的選擇、作業質量的評估等方面，勘察地形時應將圍巖的強度、應力以及結構特點等加以結合在進行勘測，獲得對應礦區的圍巖強度、應力大小、結構性能等數據，使巷道支護有強大的數據作支撐。針對勘察的結果，應按照實際的地質情況設計不同的科學工作方案；將圍巖結構性質、作業設施、支護材料進行有效率的管理，保證施工全過程的順利進行。在工程巷道施工掘進過程中進行針眼爆破工作，按照巷道的規劃設計，做好施工準備活動，運用盡可能多的電鉆裝置進行施工作業，著重分析運用的施工技術，使炮眼在合理的深度挖掘前進，煤電鉆的運用可確保煤層的深度、炮眼的距離在合適的范圍內，從施工人員的角度來說，初期應把炮眼的距離設置得足夠合理，結合實際情況確定炮眼的位置，從根本上保證炮眼的位置足夠精準，在此基礎上才能落實相關規定。巖巷道、媒巖層具有相同的特性，因此它們都使用單向槽的方式進行挖掘工作，針對挖掘過程中炮眼較深這一問題，應從實際情況出發看挖掘的整個過程。在炮眼斷面較小的情況下，通常使用復合型掏槽掘進的方式，如果炮眼在軟煤層，則需要相關的施工者進行設置，掏槽個數設置為三個，傾斜角設置在六十至九十之間；如果軟煤層斷面不大，此時炮眼的設置是沒有作用力的，鉆眼爆破實施正常，資源開采正常的情況下應將裝煤工作順利完成，裝煤工作既費時又費力，施工時需要借助裝煤機完成工作，這種裝煤機具有良好的持續性、高效性以及靈活性，應在斷面運輸的情況下加以運用。4采礦工程巷道支護技術應用的關鍵4.1掌握臨時支護技術的關鍵臨時支護技術的目的在于滿足采礦工程巷道掘進工作因臨時特殊情況而實行的支護任務，要使臨時支護的質量有所保障，應明確使用的支護材料。支護材料的差異性使得各自的優點、缺點也各有千秋，使用材料足夠科學合理，臨時支護的質量才能得到保證，譬如，臨時支護中使用木支架可以降低質量，使加工更加容易，安裝更加簡便，但是木支架具有較差的強度、防護性能；而金屬材質的拆裝迅速，強度較高，可重復進行使用，但是它也有一個缺點就是成本更高，從以上事例可知，支護材料的選擇應綜合安全性能、經濟性能以及實施性能三方面進行考慮，與此同時，臨時支護工作中的支護細節要一一確認，施工者應遵循支護的規章制度、流程完成作業，尤其是檢查支護質量方面，不能將受損的支護材料應用于施工工程中。4.2掌握永久支護技術的關鍵4.2.1錨桿支護技術巷道永久支護中使用錨桿技術確保施工質量的同時，還要注意以下幾點：第一，計算并分析錨桿桿體抗拉、抗剪性能，確保錨桿性能與要求一一對應；第二，根據巷道種類和支護要求的不同，確定最合適的錨桿長度，為避免托板產生形變，產生事故，可增大托板的厚度，使托板的抗形變力增強；第三，使用動態監測的方法，將存在的問題改正，提高錨桿支護的質量。4.2.2礦用支護型鋼巷道斷面中使用礦用支護型鋼具有較高的韌性、抗壓性，在很多地方加以運用，挖掘煤礦井下巷道時需要支護架承擔負載力以及推動力，在使用后應綜合分析負載力、截面抵抗矩的數值大小，確保兩者足夠接近，以此提升支護架的應用力。4.2.3混凝土支護技術將噴射的混凝土制作混凝土支架的方法稱為混凝土支護技術，結合錨桿支護技術可顯著提升圍巖的固定性，但要注意以下幾個方面：第一，混凝土噴射裝備布置足夠合理，它決定了支護工作的質量；第二，遵循相關流程完成作業，保證每一個細節的嚴謹性。4.2.4支架的可收縮性支架的塑性形變影響著它的負載力，因此實際進行操作的過程中，通常來說煤礦巷道的承載能力接近極限承載力，為確保其工作狀態的良好性，應測量極限值，縮小實際承載力和極限力的差距，保證支架在最好的狀態下進行工作。4.2.5預制鋼筋混凝土支護技術使用這一技術的支架具有較高的強度，且成本不高，但是自身的重量較大，缺乏伸縮能力，因此運用于巷道支護的前探梁中。5結語在經濟飛速發展的今天，礦產開采技術的高低與安全性能夠綜合體現出一個國家的發展水平，因此，為了保證礦產資源連續開采的高效、安