采矿工程巷道掘进技术与支护技术分析高翔

采矿工程巷道掘进技术与支护技术分析高翔

高翔

陕煤集团神南产业发展有限公司陕西省榆林市719300

摘要：采矿巷道对于整个开采工程有着至关重要的作用，随着当前矿井开采深度越来越深，这就对采矿巷道的安全性能提出了更高的要求，同时也对采矿工程巷道的支护技术提出了更高要求。虽然我国开采技术随着科学技术的发展而得到提高，但是在应用过程中还存在着一些管理制度不完善、缺乏专业人才等问题。为矿产安全生产提高重要的基础保障，以便实现安全、可靠，节能、经济的煤矿开采作业，从而促进我国煤矿事业的可持续发展。

关键词：采矿工程；巷道掘进；支护技术

引言

工业的发展促进了煤矿产业的进步，相较于其他行业来说煤矿产业利润较高，随着最近几年来科技发展逐渐加速，煤矿企业也受到了一定的积极影响。但是也不可避免存在大量的安全隐患，导致安全事故多发。我国煤矿资源丰富，尤其是最近几年开采力度逐渐加大，这也导致了每年都会发生多起安全事故，相关资料显示，引起这些事故的主要因素就是瓦斯，瓦斯浓度过高很容易引起安全事故，对此，要想保证采煤安全，必须要保证合理应用工程巷道掘金技术以及支护技术。

一、工程概况

张家峁井田位于陕西省榆林市神木县北部，井田距神木县约36km。行政区划隶属神木县麻家塔乡及店塔乡管辖。井田地理坐标位于东经110°16＇21″～110°23＇32″，北纬38°57＇38″～39°01＇37″之间。井田东西长约10.0km，南北宽约5.7km，面积52.1532km2。神府矿区南部构造相对简单，未见断层，属构造相对稳定区域。主要表现为垂向的升降运动，形成了一系列沉积间断的假整合与不整合面，无岩浆岩活动。总体上为向西缓倾的单斜构造，走向和倾向伴有宽缓的波状和微波状起伏。地层倾角一般为1°左右，局部地段可达3°，坡降5～17‰。本井田内先期开采地段以南地层西倾，井田北部及考考乌素沟以北地层急剧北倾，同时伴有宽缓起伏。地层倾角小于3°，一般倾角1～2°。各期次地质勘探工作均未见到断层及岩浆岩，故属构造简单一类区。

二、采矿工程巷道掘进技术

煤炭井下巷道施工的主要方法主要是两种，炮掘和综掘，详细如下：

1.炮掘

即打眼放炮，先在掘进壁上打出炮眼，一般分三花眼，五花眼等类型，炮眼打完之后，清孔，验收完成之后，装入炸药卷，引线等，撤出人员，发出信号，起爆，排除哑炮之后，人员进入，清理工作面，运出爆落的岩石或者煤，即完成了一个回次的掘进，特点是环节较多，受制约条件多，人员劳动强度大，工艺较成熟；

2.综掘、连采

即综合机械化掘进工艺，使用掘进机进行掘进，配套转运机皮带机进行煤岩的运输，人员劳动强度小，掘进效率高，进度快。

本次采用的是连采机掘进，同时进行两条巷道的施工。在掘进施工过程中，首先是第一巷道的施工，通过连采机运输部将截割下的煤转载至其后相连的梭车内，当转载达到一定量时快速转换梭车，由空载梭车继续转载，过程中不能间断，保证持续转载。装载完成后的梭车将煤矿转载至破碎机对其进行破碎，之后皮带运输机将其运输到地面。当完成一系列原料转载之后梭车会重新回到连采机相连位置继续新一轮工作。当掘进中连采机前进到一定位置时，即空顶距达作业规程要求，需停止掘进，通过联巷进入另一条巷道，开展新的掘进工作。而在另一条巷道作业的锚杆机，同样经过联巷进入巷道进行支护作业。在这个过程中，施工中应用到的物料由运料车负责输送，巷道修整与浮煤清理工作则由铲车完成。在进行煤柱回收时，所需的移动式支护可通过行走式液压支架来实现作业。连采掘进机对巷道地质条件有着较高要求，主要应用于空顶距高于10m、倾角低于10°的全煤巷道。这总掘进方式虽然施工的限制条件较多，但其机械化程度较高，能大幅度提升巷道掘进作业效率。

三、采矿巷道支护技术

1.采矿工程木支架巷道支护技术

在巷道支护中，木支架通常呈梯形棚子，有重量轻、加工方便、架设简单、适应性强等优点，但是这种方法也存在一定的缺点，如强度不大、防火效果差、服务年限比较短等，而且也不能有效的避免围岩的风化现象。

2.采矿工程预制钢筋混凝土支架巷道支护技术

这种支护技术的支架通常是利用混凝土制成，再井下进行装配，在梁与柱接口处使用“亲口接头”，这种支护方法有强度大、成本低、消耗小等优势，在煤矿井的巷道支护中是最常用的方法，但是这种方法也有一定的弊端，例如重量大、无可缩性等缺点。

3.采矿工程金属支架巷道支护技术

在巷道支护中使用金属支架有强度大、经久耐用等特点，而且金属支架还有方便拆装、重复利用等优势，既能够作为永久支架，也可以作为临时支架。常用的有3号、5号工字钢、钢轨、特殊型钢等。背板也要依据服务年限用混凝土预制板或木板制造。

4.采矿工程石材支架巷道支护技术

石材支架主要是利用石、砖、混凝土、钢筋混凝土制成的支护支架。石材支架是一个连续体，有封闭岩石，防止岩石风化的作用，这种支架也有坚固、强度大、经久耐用的特点，但是人工费、材料费等都比较高，增加了工程的成本，所以一般在服务年限要求比较大或者低压大的巷道使用。

5.采矿工程锚杆支护

锚杆支护技术主要就是利用锚杆的支护加固性能提高煤矿巷道的支护强度和稳定性，具有很好适应并有效控制煤矿巷道围岩变形的作用。结合煤矿巷道实际情况，科学计算出锚杆预应力，并建立完善的支护体系，以此确保锚杆预应力的有效扩散，合理的设置锚杆支护不仅能有效控制锚固区围岩的一系列变形情况，还能确保煤矿巷道岩体的完整性、稳定性。对于一些复杂、特殊的煤矿巷道，应设计出高预应力、强力锚杆有机组合的支护方案，以期一次性解决煤矿巷道围岩变形和受应力破坏情况。

6.采矿工程注浆加固

注浆加固技术，是对巷道围岩进行注浆加固，以此获取更好的支护加固效果。注浆加固技术就是利用注浆填充、贴密围岩缝隙，以此固结、稳定易破碎或已破碎的岩体，从而改善围岩应力结构体系，增强围岩自身承载能力。注浆加固技术中的注浆主要有水泥基材料、高分子材料组成，此外还应注意的是，不同的巷道地质条件所选取的加固材料也不同。

四、结语

综上所述，随着科学技术的发展，新兴能源逐渐的被应用到社会经济发展中，但是由于经济和技术的限制，在我国短期的经济发展中仍离不开煤炭资源。煤矿开采过程中涉及到很多内容，不仅施工工艺复杂，且危险系数较高，安全问题对于煤矿行业来说有着重要影响，一旦发生安全事故，不仅容易带来经济损失，也有可能造成一定的人员伤亡，对此必须要予以高度重视，不断完善开采工艺，根据实际情况对相关设备进行优化设计，都可以有效降低安全隐患。采矿工程需要严谨的工作态度，煤矿井下设备维护保养的工作必须严格遵守制度，及时清除设备故障，保证安全生产，为煤矿事业以及祖国未来的发展贡献一份力量！

参考文献：

【1】王兴军.简析采矿工程巷道掘进与支护技术[J].中国科技博览，2014，（01）：150.

【2】崔巍.采矿工程巷道掘进及支护略谈[J].工业c，2016，（11）：00165.

【3】谢林君.探析采矿工程巷道掘进和支护应用分析[J].华东科技：学术版，2014，（09）：375.