煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用探析

煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用探析

陈德芳,王振涛,邵帅

辽宁能源煤电产业股份有限公司 辽宁省 沈阳市110122

摘要：巷道掘进与支护技术的科学合理应用，可以有效的加快煤矿开采进程，维护煤矿开采的安全性，减少各类事故的发生率，为煤矿行业的可持续发展提供充足动力。煤炭开采企业要想实现开采工作的顺利开展，必须根据煤矿开采地的实际地质状况进行分析，并选取科学化的煤矿巷道支护手段及适当的挖掘方法。文章重点研究提升煤矿巷道挖掘速度及支护工作开展的有效途径。

关键词：煤炭采矿工程；巷道掘进；支护技术；应用

引言

巷道掘进与支护技术的科学合理应用，可以有效的加快煤矿开采进程，维护煤矿开采的安全性，减少各类事故的发生率，为煤矿行业的可持续发展提供充足动力。但是由于地质条件复杂多样，因此煤矿巷道掘进和支护技术的应用还存在有诸多缺陷与不足，如果不能及时采取措施予以优化，那么煤矿生产的安全性可能无法得到有效保证，而且还会导致大量煤炭资源浪费。

1煤炭开采项目开展过程中巷道挖掘机支护工作开展的基本阐述

对于煤矿开采过程中的巷道挖掘工作来说，支护工作是其顺利开展的前提性条件，并且在支护工作开展前期阶段需要对巷道内部进行整体性的修建。现阶段煤炭直挖和斜挖技术在煤炭开采巷道掘进过程中被广泛使用，并且根据煤矿开采地的实际状况进行掘进方式的科学化选择。例如：在掘进的过程中发现夹有软岩的现象，需要选用斜挖技术进行接下来巷道挖掘工作，通过结合先进机器和设备系统的使用，有效提升巷道挖掘速率的同时提高巷道挖掘质量。在煤炭巷道挖掘工作完成阶段，可以根据地质环境为基础通过辅助技术的应用为支护工作的开展奠定基础。在煤炭开采项目开展过程中支护技术的使用要注意预留充足的煤柱，并且以预留的煤柱作为支护工作开展的中心点，在煤炭挖掘巷道内的两端进行预留，以此平衡煤炭挖掘巷道内部压力，为施工人员在巷道内部的安全通行及施工的顺利开展奠定基础。此外，在煤炭开采巷道掘进的过程中应特别注意排水及通风设施的相关建设工作，以此降低天气因素对整体工程建设的开展以及顺利进行。

2煤炭采矿工程巷道支护技术

2.1管棚支护技术

在管棚支护技术的应用公中，对于作业空间的要求比较高，在防护空间内施工中，必须制定完善的支护作业方案。在巷道断面上方搭设管棚工作室，在管棚空洞开挖完成后，即可设置管棚工作室，可根据围岩情况对管棚工作室的规划设置位置进行优化调整。根据施工经验分析，支架形变发生率比较高，因此，在支架制作中，可采用金属材料、钢筋混凝土等，提升支护结构强度，同时还应加强维护管理，延长支护结构使用寿命。比如，在支架制作中，如果采用木质结构，当长期浸泡在水中时，容易发生腐烂，对此，应当尽量选用金属支架以及混凝土支架，同时加强养护管理。

2.2落实好型钢支护

采矿工程中也会应用型钢支护法，比较常用的型钢为工字钢和U型钢，多用于对椭圆形、圆形以及半圆形巷道的支护，其可以防止复杂地形掘进工作面偏移的现象发生，更好的维护巷道稳定性。型钢支护的优势表现在可以借助型钢自身的比较强的抗拉、抗压以及抗剪能力等，使得巷道内纵向截面的承载能力，掘进阻力因此大幅度降低，地形变化对巷道掘进所产生的影响和干扰降低。在型钢支护过程中，还应当认识到型钢断面结构参数容易受到多种因素的影响和干扰，如抗弯截面模量就是一大因素。因此，在选择矿用型钢支护的时候，还应当注意科学合理的选择支护型钢的几何形状，否则的话支护效果可能也无法达到预期要求。

2.3光爆锚喷高强支护技术

在煤矿掘进工作中应用高强支护技术时，光爆锚喷高强支护技术的应用同样也具备突出优势，可以促使相应围岩结构具备更高的稳定性，尤其是在抗剪性改善和优化方面，其作用效果较为突出。光爆锚喷支护技术主要是在光面爆破基础上采取锚喷支护方式，促使相应围岩结构可以体现出理想支护效果，解决以往该方面存在的严重失稳风险。首先，技术人员应该针对需要开展高强支护的区域予以光面爆破，促使其能够形成较为平整的岩面，如此也就可以在初步提升其稳定性的基础上，为后续锚喷支护创造理想条件。在锚喷支护处理中，技术人员应该注重合理打设锚杆，然后借助于相应锚杆来挂设钢筋网，进而借助于混凝土材料的均匀喷射，最终形成较为理想的支护体系，解决该方面可能出现的围岩变形问题。在光爆锚喷高强支护技术的应用中，锚杆的支撑效果往往较为理想，可以有效有效承担围岩出现的较大负担，进而为煤矿掘进工作提供较为安全的环境。

3煤炭开采过程中巷道掘进以及支护工作开展的重点技术

3.1加强支护设计和施工管理

针对锚杆支护设计中存在的问题，应该从以下几个方面做好支护设计工作：①深入现场进行测试，重点测量一些重要的参数，例如围岩应力、围岩完整度和围岩的厚度；②建立专家数据库，综合采用经验法、数值模拟法和工程类比法对支护进行设计。鉴于良好的支护设计存在较大的困难，还应该做好支护的施工管理工作。施工管理工作的主要内容有：①保证施工能准确无误地按照设计方案执行，要不打折扣，特别在支护材料的选用方面。②根据支护效果对支护方案进行调整。由于施工现场的复杂性，有时很难保证设计的方案能满足所有地质情况的施工要求，当发现矿山压力较大时，要立即停止施工，及时修改支护方案，从而保证巷道支护的有效性。

3.2做好支护管理

为了更好的保证巷道掘进的安全性，落实好支护管理就显得极为有必要了，要及时的结合巷道实际情况对支护结构进行改善和优化。比如说，可以想办法加强支护网的刚度，针对支护薄弱环节运用锚梁支护。同时加强对螺母精准性的控制，根据锚杆的大小选配螺母，优化支护结构的抵抗性能，避免因为外界应力发生变化导致支护效用降低。在支护时要加强掘进的动态管控，明确巷道支护是否达到了标准要求，对于容易发生问题的区域要进一步提高管理力度，最大限度的维护结构的安全性与整体性。此外，巷道支护所选用的材料也至关重要，如果巷道支护材料质量不达标，也会影响支护效果，所以说在支护期间针对一些特殊材料，必须要加强管控，做好抽样检查工作，确定材料质量合格之后才能投入使用。

3.3施工设备的管理工作

在煤炭开采过重开展的过程中巷道掘进以及支护技术所需使用的专业化设备数量较多，因此需要定期开展设备的检修工作，以此设备的正常化使用为开采工作的顺利开展奠定基础。为了使投入施工建设的设备得以质量的保证，煤炭开采企业需设立专业化的管理部门，对施工设备使用统一化的管理手段。在设备管理工作开展的过程中需要根据设备的功能性进行划分，便于煤炭开采工作对设备的使用，有效提升机械设备的使用效率，为煤炭开采工作质量的提升奠定基础。同时，对施工设备的有效管理促进着煤炭开采工作的安全进行。此外，在机械设备使用的过程中应严格操作说明及规范进行，在设备使用结束后，设备管理人员及时对设备进行检查及维护工作，以此减少人为因素对设备的不必要损害。

结语

综上所述，经济社会的快速发展对煤矿产业设施建设的要求日益提高，煤炭开采项目逐渐成为国家发展和社会经济提升的关键性力量。为了能够以更科学合理的方式进行煤炭的开采工作，相关单位在开采前的准备阶段应对开采地的地质条件以及自然环境进行勘测，并根据勘测状况对煤炭开采过程中巷道掘进的方法以及支护手段进行科学化选择，以此提升煤炭开采效率的同时保证相关工作人员的生命安全，为煤炭产业的长期稳定化发展奠定基础。

参考文献

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[3]董鑫,李鹏.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用研究[J].内蒙古煤炭经济,2020(5):198.