煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)1

煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)

摘要：在我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，煤礦開采技術(shù)也隨之取得了較大進步，井下開采最重要的技術(shù)為煤礦采礦巷道掘進技術(shù)。煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)是否先進，會直接影響井下作業(yè)人員的生命安全，本文簡要介紹了煤礦巷道掘進和支護技術(shù)的概念以及注意事項，重點分析了煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)施工的難點以及對策，以期后期煤礦井下開采能夠順利進行。關(guān)鍵詞：煤礦采礦工程；巷道掘進；支護技術(shù)1.煤礦巷道掘進和支護技術(shù)煤礦開采前期，要抵達煤層，就必須先開鑿多條巷道，與此同時，為了確保煤炭能夠順利運送，還需開設專門的運輸通道。煤礦巷道掘進和支護技術(shù)是為了給煤礦開采提供技術(shù)支持。通常情況下，煤礦開采的關(guān)鍵技術(shù)包括掘進、支護兩種。1.1巷道掘進當前，煤礦采礦工程巷道掘進基本上使用的都是直眼掏槽與斜眼掏槽相組合的方法，在巷道掘進的過程中，若發(fā)現(xiàn)軟巖層，此時相關(guān)作業(yè)人員必須先處理掏槽，掏槽的傾斜角度需控制在45°至90°之間,當掏槽眼的斷面較大時，就必須增加輔助眼，以確保煤礦巷道安全。巷道掘進過程中，可使用掘進機來破煤、裝煤，同時還需開鑿掘進線路，以最大限度地提升煤礦的生產(chǎn)效率和掘進施工進程。另外，還可以使用采煤機采煤，采煤機通過使用橫軸切割等方法連續(xù)采煤，以擴寬煤礦巷道的寬度，購買采煤機通常只需投入很小的成本，采煤機的采煤效率較高，可以有效節(jié)省施工時間和施工成本，提高煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率。1.2支護技術(shù)煤礦巷道掘進期間，需根據(jù)煤礦的周邊環(huán)境制定頂板支護方案。其中，預留煤柱作為巷道支護的重要形式，其下區(qū)段必須始終保持回風狀態(tài)，上區(qū)段要能確保煤炭順利運送，巷道的上區(qū)段以及下區(qū)段必須設立預留煤柱，以減輕回風巷周圍的支撐壓力，預留煤柱的優(yōu)點是操作簡便，巷道排水和通風方便，但是支護成本較高，當巷道的底端遭受煤礦支撐擠壓時，必然會對巷道的穩(wěn)定性以及安全性造成影響，因此，當掘進至煤層區(qū)域附近時，為了將煤層沖擊帶來的不利影響降至最低，此時就必須掌控好預留煤柱的寬度。

煤礦采礦工程巷道掘進和支護注意事項2.1巷道掘進注意事項巷道掘進需注意以下幾點：（1）必須掌握煤炭巷道掘進機的使用方法。煤礦開采過程中，不僅要挖掘巷道，同時還需將挖掘的煤炭運送至礦井上層，然而，巷道掘進以及煤炭運輸都會使用機械設備，在此期間，操作人員不但要能夠正確操作機械設備，還要注意觀察周圍環(huán)境，以防操作不當或者注意力不集中而引發(fā)安全事故。同時，由于掘進機也能運送煤炭，提升生產(chǎn)效率，并形成科學、高效的流水線作業(yè)模式，因此，需定期對該類機械設備進行維護檢查，對于存在問題的設備，應立即進行維修，以確保每一臺掘進機都能夠正常運作。（2）巷道掘進過程中，必須嚴格檢查巷道的施工條件和施工狀況，在巷道周圍環(huán)境較為穩(wěn)定的基礎上，才可以繼續(xù)施工。2.2支護注意事項巷道支護需注意以下幾點：（1）巷道圍巖強度。施工期間，一些區(qū)段的巷道圍巖強度較低，當圍巖強度較低時，很容易引發(fā)安全事故，因而，施工前期，需全面了解、深入分析具體施工環(huán)境內(nèi)巷道圍巖強度，在圍巖強度較低的區(qū)段，應采取支護措施，以確保巷道安全以及作業(yè)人員的安全。（2）深入分析施工現(xiàn)場的地應力。煤礦采礦工程中，最大的安全隱患為礦山壓力，當?shù)V山壓力較大時，則會引發(fā)巖體位移、支護物體變形，煤層松動等問題，嚴重時，可能會致使巖層斷裂、礦井坍塌。為了最大限度的降低此類風險，確保礦井安全，開采期間，必須對作業(yè)面進行保護支撐，同時還需處理采空區(qū)，以防采空區(qū)塌陷?，F(xiàn)階段，工作面支護常用的支護方式就是對頂板巖層進行支護，因而將采空區(qū)的處理以及工作面的保護支撐一致稱為頂板管理支護。（3）必須清楚巷道斷面的形狀、尺寸。施工期間，必須對巷道周圍進行支護調(diào)整。因而，作業(yè)人員必須清楚巷道斷面的形狀、尺寸，只有這樣，才能確保支護的質(zhì)量，防止安全事故。3.煤礦采礦工程巷道掘進和支護的難點及對策3.1軟巖條件下的巷道掘進和支護的難點及對策在地應力以及水理作用的影響下，隨著時間的變動，軟巖巷道四周的巖石就會發(fā)生移位，主要表現(xiàn)為底部鼓起、兩側(cè)突出，底部鼓起又被劃分為擠塑性底鼓、膨脹性底鼓。若巷道內(nèi)存有積水，此時兩種底鼓將會相互推進，從而導致不良的循環(huán)，針對上面所述的兩種變形，可根據(jù)其變形情況選擇支護方式。（1）增加底角錨桿支護和底板支護可有效防止巷道變形；（2）可在巷道斷面位置增設反底拱；（3）可通過下列方式降低巷道自由區(qū)的應力以防巷道變形，主要方式為在軟巖巷道旁邊挖泄壓槽或者填充區(qū)。3.2采掘應力擾動區(qū)內(nèi)巷道掘進和支護的難點及對策在采掘應力擾動區(qū)域，進行巷道掘進時，冒頂垮落風險和沖擊地壓的頻率和強度明顯高于原巖的應以區(qū)域。在應力擾動區(qū)域，巷道掘進通常會受遭受兩種類型的應力破壞。一種為單次大能量應力沖擊，煤巖突出以及沖擊地壓，會在一瞬間內(nèi)直接破壞巷道原有的支護，致使巷道遭受毀滅性的破壞。另外一種為循環(huán)疊加應力，周期來壓和循環(huán)炮掘，單次應力的強度較小，然而經(jīng)過多次循環(huán)疊加之后，會導致巷道的支護材料出現(xiàn)不同程度的疲勞損傷，此時支護材料的強度就會大大降低，進而導致巷道變形或者巷道冒頂垮落。4.煤礦采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的關(guān)鍵4.1煤礦開采方法煤礦開采所使用的開采方法主要為綜合開采和爆炸開采，爆炸開采需在長壁面內(nèi)進行，開采過程包含破煤、裝煤、運輸煤炭以及巷道支護。爆炸開采的設備易于安裝，鉆探過程中通常會使用煤電鉆，不論開采環(huán)境多么復雜都可以使用煤電鉆，然而，現(xiàn)階段，爆炸開采針對于頂板的管理卻存在很大問題，所以，開采過程中頂板經(jīng)常會垮落，引發(fā)事故，因而，在使用爆炸開采法時，需注意爆破落煤，同時還需增加炮眼數(shù)量，裝煤時，可使用機械設備裝煤，以降低裝卸工人的勞動強度，封堵炮眼時需用水炮泥來封堵，以防泄露，與此同時，為了確保作業(yè)人員的生命安全，還需定期為作業(yè)人員開展操作流程培訓課程。4.2綜合開采方法綜和開采的所有工序都使用的機械化設備，不論是爆破、運輸還是支護都是使用機械設備來完成的，綜合開采通常需要投入大量資金但卻無法保證煤炭的質(zhì)量，因此，在綜合開采過程中，需考慮煤層的傾斜角度以及開采方法。4.3對于復雜的地質(zhì)條件使用的開采方法針對于地質(zhì)條件較為復雜的礦區(qū)，采煤期間需重點分析該區(qū)域范圍內(nèi)的地質(zhì)情況，特別需要注意的是當?shù)叵碌牡刭|(zhì)條件較復雜且易發(fā)生變化時，在巷道掘進施工期間，需注意掘進區(qū)域的不穩(wěn)定圍巖，同時在不破壞周圍圍巖的基礎上保證作業(yè)人員的人身安全，確保生產(chǎn)安全。針對于地質(zhì)條件較為復雜的煤礦，為了讓圍巖以及支護體形成一個整體，擴寬使用范圍，就需合理、科學使用巷道掘進和支護技術(shù)。結(jié)束語綜上所述，煤礦開采期間，在確保工程能夠順利完成的基礎上，不僅要提升生產(chǎn)效率、縮減生產(chǎn)成本，最為關(guān)鍵的是必須保證作業(yè)人員以及礦區(qū)安全。巷道掘進是一項較為系統(tǒng)且工作強度又比較大的項目，施工之前，就應針對巷道掘進進行合理組織以及科學規(guī)劃。在確保施工安全的基礎上，為了進一步提升煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益，煤炭企業(yè)就必須重視巷道掘進和支護技術(shù)的使用，清楚巷道掘進、支護需注意的事項、難點以及對策，掌握各種開采方法。參考文獻:[1]方坤,徐亮,侯捷.開挖技術(shù)與支護結(jié)構(gòu)在煤炭工業(yè)中的應用[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(24):78.[2]王錫林.巷