張軍帥

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，社會(huì)各界對(duì)于煤礦采煤工作的關(guān)注度也在不斷增加。在采煤作業(yè)中，煤礦巷道掘進(jìn)施工的安全性是最為重要的內(nèi)容，它不僅影響著煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長，還是工作人員生命健康的重要保障?；诖耍挛膶?duì)煤礦巷道掘進(jìn)施工進(jìn)行全方位的探討，并對(duì)一系列的支護(hù)技術(shù)展開詳細(xì)的分析，希望能夠促進(jìn)我國煤礦事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道;掘進(jìn)施工;支護(hù)技術(shù)

1 巷道掘進(jìn)中支護(hù)工藝研究意義

對(duì)于煤炭資源的開采工作來講，我國特意在煤炭安全生產(chǎn)方面出臺(tái)了相應(yīng)政策。當(dāng)掘進(jìn)設(shè)備不斷向前移動(dòng)時(shí)，對(duì)煤礦巷道的頂板與圍巖進(jìn)行強(qiáng)化穩(wěn)固是必不可少的，必須通過相關(guān)技術(shù)和設(shè)施加以支護(hù)。但是，如果在支護(hù)煤礦頂板與圍巖的過程中，掘進(jìn)活動(dòng)與支護(hù)工作同時(shí)進(jìn)行，就會(huì)降低煤炭開采的效率，導(dǎo)致成本大幅提升。因此，想要提高煤炭開采效率，提升煤炭開采量，對(duì)支護(hù)模式進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新是必不可少的。在支護(hù)模式、支護(hù)工藝與支護(hù)設(shè)備上的優(yōu)化和完善，不僅可以充分降低支護(hù)工作上占用的時(shí)間，降低施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)量，強(qiáng)化支護(hù)工作的有效性，更能夠充分確保施工人員的人身安全。此外，對(duì)于巷道掘進(jìn)期間支護(hù)工藝進(jìn)行分析與研究，不僅可以為巷道掘進(jìn)中支護(hù)活動(dòng)的探究提供參考信息，還可充分強(qiáng)化煤礦開采的效率與安全性。

2 巷道掘進(jìn)施工與支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 吊環(huán)式前探梁技術(shù)

臨時(shí)支護(hù)工作的重要意義就在于永久支護(hù)工程完善前，能夠確保施工人員的生命安全得到保障，并減少因?yàn)樗綆淼母鞣N問題。而在巖巷施工的過程中，由于頂板容易造成碎裂，存在安全隱患，我們必須予以高度重視，切實(shí)加強(qiáng)巖巷的臨時(shí)支護(hù)工作。在工程掘進(jìn)之后，應(yīng)當(dāng)在第一時(shí)間把前探梁移到掌子面，并且按照不同的位置要求打入超前錨桿卡環(huán)，最后將卡排進(jìn)行拆卸，從而進(jìn)行永久性防護(hù)。另外需要注意的是，在做這些工程的過程中一定要及時(shí)關(guān)注錨桿出現(xiàn)老化失效等問題，注意不可以在上面進(jìn)行吊掛卡環(huán)，不能出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象。還有就是施工人員一定要記得佩戴安全防護(hù)設(shè)備，如安全帽、安全繩等，以此保證施工人員的安全。

2.2 掘錨一體化技術(shù)

掘錨一體化是未來巷道掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，而掘錨一體化的關(guān)鍵設(shè)備就是掘錨機(jī)組，掘錨機(jī)組的功能強(qiáng)大，它不僅能以極快的速度運(yùn)行在巷道中，對(duì)煤層進(jìn)行準(zhǔn)確的切割，而且設(shè)備自身設(shè)有裝載運(yùn)輸裝置，還有鉆錨系統(tǒng)功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦厚煤層的加速采掘，還能起到安全支護(hù)的作用。而掘錨機(jī)組的運(yùn)行只需要一名負(fù)責(zé)遙控設(shè)備的司機(jī)和兩名錨桿設(shè)備的司機(jī)就足夠，使得煤礦掘進(jìn)和錨桿和支護(hù)的作用能夠共同進(jìn)行，即利用遙控器對(duì)掘錨機(jī)進(jìn)行控制，利用錨桿對(duì)支護(hù)的整個(gè)過程進(jìn)行指引。它使煤礦掘進(jìn)機(jī)械和錨桿支護(hù)緊密結(jié)合，從而使煤礦掘進(jìn)的自動(dòng)化平行作業(yè)能夠順利進(jìn)行，以達(dá)到加快煤礦掘進(jìn)和對(duì)厚煤層進(jìn)行切割的目的，還達(dá)成了對(duì)頂板和煤礦的支護(hù)作用。巖巷高效采掘技術(shù)在實(shí)際當(dāng)中的使用：巖巷掘進(jìn)技術(shù)施工當(dāng)中最主要的掘進(jìn)方法就是鉆爆工藝，它與鑿巖機(jī)、裝巖機(jī)、裝載設(shè)備相配合，選擇更適合的爆破技術(shù)，從而以提高煤礦掘進(jìn)效率，在重要的煤礦區(qū)內(nèi)通過巖巷機(jī)械化方式，并運(yùn)用機(jī)械化的配套設(shè)施進(jìn)行整體的掘進(jìn)操作，以最快速度完成全部操作。

2.3 綜合機(jī)械化掘進(jìn)方式

在煤礦開采期間，大部分公司均是采用綜合機(jī)械掘進(jìn)模式來掘進(jìn)煤礦巷道。這一掘進(jìn)模式具有較高的復(fù)雜性，需要耗費(fèi)大量時(shí)間，通過多種采掘設(shè)備和儀器來開展掘進(jìn)工作。比如會(huì)同時(shí)用到懸臂式掘進(jìn)機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)和錨桿機(jī)等多種設(shè)備。但懸臂式掘進(jìn)機(jī)與連續(xù)采煤機(jī)比較來講，前者在使用上需要投放大量資金，并且無法保證煤礦采掘活動(dòng)開展的穩(wěn)定性，因此，大部分煤礦公司更愿意使用連續(xù)采煤機(jī)。雖說懸臂式掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行成效與使用成本不甚理想，但是卻具有無可替代的優(yōu)勢(shì)，也就是其能夠同時(shí)對(duì)煤礦巷道與梯形兩種形狀不同的斷面進(jìn)行掘進(jìn)施工。

3 巷道掘進(jìn)施工中存在的問題

3.1 進(jìn)行掘進(jìn)的施工工藝不科學(xué)

我國煤礦行業(yè)經(jīng)歷了多年的發(fā)展，在很多工作方面都積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，尤其是在煤礦巷道掘進(jìn)施工過程中，就更需要有關(guān)人員擁有一定的工作經(jīng)驗(yàn)，才能很好的保障掘進(jìn)施工工作順利開展，在實(shí)際的過程中有關(guān)人員對(duì)該施工認(rèn)識(shí)并不是特別的全面，在一些施工的手段方面掌握也并不是特別的好，并不能尋找合適的施工方案。像鉆爆法是現(xiàn)代施工的主要施工方法，但是它也會(huì)存在著一定的缺點(diǎn)，它的工作效率比較低，同時(shí)還會(huì)對(duì)巖體自身產(chǎn)生較大的影響。

除此之外，進(jìn)行巷道支護(hù)時(shí)，通常會(huì)運(yùn)用錨噴支護(hù)的方法，但是這種方法也會(huì)存在施工質(zhì)量和效率難以保證的問題。利用鉆爆法進(jìn)行巷道掘進(jìn)的時(shí)候，如果對(duì)藥量以及施工的位置控制不當(dāng)?shù)脑?，就?huì)導(dǎo)致整個(gè)巷道的質(zhì)量受到極大的影響，這也是現(xiàn)在使用鉆爆法主要思考的方向。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜

在進(jìn)行煤礦巷道的掘進(jìn)和支護(hù)過程中，地質(zhì)的因素也會(huì)對(duì)施工過程產(chǎn)生一定的影響。通常情況下會(huì)運(yùn)用到頂板支護(hù)的技術(shù)，但是實(shí)際的施工手段和方法需要有關(guān)人員根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而更好的適應(yīng)復(fù)雜的地形和地貌。為了更好的減少復(fù)雜地形地貌，對(duì)于整個(gè)施工的影響，在進(jìn)行地點(diǎn)選擇的時(shí)候，應(yīng)該選擇一些較為平整完整的區(qū)域。在實(shí)際施工過程中，也要適當(dāng)?shù)募涌焓┕さ乃俣?，這樣可以避免一些意外情況的發(fā)生來影響了整個(gè)施工的正常進(jìn)行。像一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較疏松的地方，這種區(qū)域就需要控制好施工的速度，并且還需要不斷的加強(qiáng)對(duì)巷道的支護(hù)力度。

3.3 支護(hù)技術(shù)缺乏合理性

一些煤礦企業(yè)在施工過程中，過度重視經(jīng)濟(jì)效益、為了節(jié)約生產(chǎn)成本，在進(jìn)行掘進(jìn)巷道支護(hù)工作時(shí)，采用的支護(hù)材料不能達(dá)到安全要求，例如，不同的煤層屬性和硬度不同，對(duì)支護(hù)材料的要求也各不相同，對(duì)于石炭二疊紀(jì)煤層這樣松軟、斷層結(jié)構(gòu)又多的煤層，需要加強(qiáng)支護(hù)材料的質(zhì)量，因此需要施工單位在進(jìn)行巷道支護(hù)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行支護(hù)材料的選擇，確保支護(hù)工作的有效性和安全性。支護(hù)工作要遵循設(shè)計(jì)部門對(duì)掘進(jìn)巷道支護(hù)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行支護(hù)操作，一些設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)方案時(shí)存在盲目性，沒有根據(jù)巷道受壓狀況及巷道頂板圍巖的狀況進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的斷層碎裂帶沒有采取合理的支護(hù)設(shè)計(jì)方案，從而留下了安全隱患，為后續(xù)頂板維護(hù)工作增加了難度。

3.4 掘進(jìn)工藝和設(shè)備問題

掘進(jìn)工藝和設(shè)備是巷道掘進(jìn)的基礎(chǔ)，對(duì)掘進(jìn)效率有重要影響。煤礦巷道可以分為煤巷、巖巷和半煤巖巷道。巷道類型不同，采用的掘進(jìn)工藝和設(shè)備也不同。煤巷的掘進(jìn)最容易，采用的掘進(jìn)工藝和設(shè)備也比較簡(jiǎn)單;而巖巷的掘進(jìn)最困難，對(duì)設(shè)備和工藝的要求也比較高?，F(xiàn)在一些地質(zhì)條件比較好的礦區(qū)，開始采用連續(xù)采煤機(jī)來進(jìn)行煤巷掘進(jìn)，煤巷每月掘進(jìn)上千米，效率是普通掘進(jìn)方法的3倍以上。巖巷的掘進(jìn)工藝可以分為鉆爆法和綜掘法，鉆爆法適用于小斷面巷道的掘進(jìn)，而綜掘法適用于大斷面巷道的掘進(jìn)。鉆爆法的關(guān)鍵設(shè)備是鑿巖機(jī)，鑿巖機(jī)又可以分為氣動(dòng)式和液壓式，其中液壓式動(dòng)力更足。鑿巖機(jī)鉆眼的速度在一定程度上決定了鉆爆法的掘進(jìn)速度。采用綜掘法時(shí)關(guān)鍵設(shè)備是綜掘機(jī)，其功率與破巖速度有直接關(guān)系，功率越大破巖的速度越快。

4 煤礦巷道掘進(jìn)施工與支護(hù)技術(shù)優(yōu)化分析

4.1 提高整體施工的組織水平

為了更好的將工藝以及有關(guān)設(shè)備在巷道掘進(jìn)以及支護(hù)中發(fā)揮出最大的價(jià)值，提高整體施工的水平和效率，首先就需要對(duì)煤礦企業(yè)加強(qiáng)相應(yīng)的管理，在煤礦企業(yè)中運(yùn)用科學(xué)化的管理思想可以極大地實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)人力，物力，財(cái)力資源的協(xié)調(diào)，保證煤礦企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。有關(guān)企業(yè)需要在煤礦巷道掘進(jìn)以及支護(hù)中加強(qiáng)資金的投入，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，利用信息技術(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的生產(chǎn)，大大的提高了工作效率。除此之外，也要不斷的革新管理人員的思想，讓他們摒棄傳統(tǒng)管理思想，科學(xué)化的設(shè)計(jì)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃，對(duì)煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)督運(yùn)用動(dòng)態(tài)化的管理來實(shí)現(xiàn)整體管理水平的提升。同時(shí)需要對(duì)相應(yīng)的設(shè)備定期進(jìn)行檢查和維修來保障設(shè)備可以正常運(yùn)行，為煤礦巷道掘進(jìn)以及支護(hù)工作奠定相應(yīng)的基礎(chǔ)，保障它可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 提高整個(gè)地質(zhì)勘查的水平

為了防止一些復(fù)雜地形對(duì)于煤礦巷道挖機(jī)施工的影響，首先就需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，有關(guān)人員需要不斷完善相應(yīng)勘查工作的細(xì)節(jié)，并對(duì)有關(guān)的數(shù)據(jù)以及參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量，從而更好地保證地質(zhì)勘察結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。有關(guān)人員要充分的利用我國地質(zhì)勘查的有關(guān)技術(shù)，并結(jié)合實(shí)際的情況作出相應(yīng)的措施。目前，三維地震勘查方法是進(jìn)行地質(zhì)勘查的核心技術(shù)，也是水平比較高的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)該方法進(jìn)行利用時(shí)，需要密切關(guān)注到以下幾項(xiàng)內(nèi)容。首先，這種方法可以有效的對(duì)整個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入認(rèn)識(shí)，在三維地震勘察中，地質(zhì)鉆探也是非常重要的一項(xiàng)環(huán)節(jié)，它是對(duì)該方法的補(bǔ)充，可以發(fā)揮出極大的作用。要根據(jù)實(shí)際區(qū)域內(nèi)煤炭儲(chǔ)存的含量，并結(jié)合相應(yīng)的要求，對(duì)整個(gè)煤礦進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)了解，與此同時(shí)，還需要進(jìn)行科學(xué)化的設(shè)計(jì)工作，從而更好的完成探查。如果是沒有煤礦的區(qū)域，那么應(yīng)該探明5m以上的區(qū)域，更好地保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而使得整個(gè)施工更加的安全可靠。

4.3 提高對(duì)支護(hù)工作的安全管理力度

煤礦企業(yè)負(fù)責(zé)人要加強(qiáng)安全管理意識(shí)，對(duì)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化管理，提高對(duì)頂板支護(hù)工作的管理意識(shí)。將安全責(zé)任進(jìn)行細(xì)化劃分，明確各部門分管業(yè)務(wù)和責(zé)任直接負(fù)責(zé)人。根據(jù)各部門需求配備專業(yè)的技術(shù)人員提高支護(hù)工作的專業(yè)性。根據(jù)施工需求建立健全的規(guī)章制度，明確各員工的崗位職責(zé)，將安全管理落到實(shí)處。做好頂板支護(hù)的前期勘測(cè)工作，在施工之前要對(duì)礦井地質(zhì)結(jié)構(gòu)、煤層存儲(chǔ)狀況、頂?shù)装鍘r性、礦壓規(guī)律等參數(shù)提前做好觀測(cè)和勘探工作，為頂板支護(hù)工作做好基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)。在支護(hù)工作中要重視對(duì)支護(hù)效果和質(zhì)量的檢查，利用錨噴、錨索和錨桿進(jìn)行支護(hù)的巷道要保證錨桿和錨索的質(zhì)量、預(yù)緊力和拉力符合支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。防止因支護(hù)材料不達(dá)標(biāo)造成的支護(hù)安全問題，要對(duì)巷道頂?shù)装暹M(jìn)行實(shí)施觀測(cè)，出現(xiàn)移近量問題要及時(shí)解決。煤礦企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)施工人員頂板支護(hù)管理的安全培訓(xùn)，提高操作人員的安全意識(shí)和專業(yè)能力，將支護(hù)工作安全落實(shí)，禁止空頂操作。

4.4 選擇合適的掘進(jìn)工藝和設(shè)備

掘進(jìn)工藝和設(shè)備的選擇對(duì)于巷道的掘進(jìn)速度有重要影響。因此，一定要根據(jù)掘進(jìn)巷道的類型選擇合適的掘進(jìn)工藝和設(shè)備。但是，在選擇掘進(jìn)工藝和設(shè)備時(shí)，還要根據(jù)地質(zhì)條件做出相應(yīng)的調(diào)整。例如：巖巷掘進(jìn)時(shí)巖層的硬度比較大，采用綜掘法，掘進(jìn)機(jī)的截齒磨損極為嚴(yán)重，這時(shí)應(yīng)該采用鉆爆法進(jìn)行掘進(jìn)，不僅能提高掘進(jìn)速度，還能節(jié)省掘進(jìn)成本。此外，應(yīng)該注重成套掘進(jìn)設(shè)備的研發(fā)，主要是掘錨一體機(jī)的研發(fā)。從目前中國巷道掘進(jìn)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)來看，掘進(jìn)機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性還有待增強(qiáng)。這就要求科研單位積極引進(jìn)國外先進(jìn)的采掘思路和設(shè)備研制技術(shù)，提升中國巷道掘進(jìn)設(shè)備與技術(shù)的研發(fā)能力。與此同時(shí)，還應(yīng)該研發(fā)煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)器人，從而減少井下作業(yè)人數(shù)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低礦工勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 結(jié)束語

綜上所述，在巷道中進(jìn)行掘進(jìn)施工以及支護(hù)的過程影響因素比較多，無論是設(shè)備的效率低還是地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜都容易對(duì)掘進(jìn)和支護(hù)的結(jié)果造成影響。為此，在煤礦開采之前和開采的過程當(dāng)中要對(duì)掘進(jìn)和支護(hù)的工作進(jìn)行仔細(xì)的分析，根據(jù)煤礦當(dāng)中的實(shí)際情況來制定相應(yīng)的策略，對(duì)于掘進(jìn)和支護(hù)的工作要嚴(yán)格的進(jìn)行管理從而提高施工的質(zhì)量，工作的效率和煤礦的開采量。

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