宋文超

摘 要：在煤炭采礦工程掘進(jìn)施工過程中，需要利用專門的掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行破煤與裝煤作業(yè)，并且將煤炭運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?，煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)是最常用的掘進(jìn)設(shè)備，不僅安全高效同時(shí)配備了完善的運(yùn)輸設(shè)備，可有效提高掘進(jìn)效率和采煤效率。但是不可否認(rèn)的是，煤礦巷道掘進(jìn)工程系統(tǒng)且龐大，需要工作人員對(duì)掘進(jìn)過程進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，才能最大程度的保證巷道安全。當(dāng)巷道空間脫離于巖層時(shí)，必須采取合適的支護(hù)技術(shù)對(duì)采掘巷道進(jìn)行支護(hù)與加固。錨桿支護(hù)技術(shù)是全球煤炭行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的支護(hù)技術(shù)，能夠?yàn)橄锏谰蜻M(jìn)技術(shù)的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文對(duì)采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：煤礦工程;巷道掘進(jìn)技術(shù);支護(hù)技術(shù);具體應(yīng)用

1煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)與錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的影響因素

1.1巷道圍巖強(qiáng)度

在巷道掘進(jìn)過程中，技術(shù)人員必須結(jié)合實(shí)際情況最大程度的為綜采巷道提供保護(hù)支撐，切實(shí)保障煤巖體的整體穩(wěn)定性，這也就要求技術(shù)人員必須要對(duì)圍巖的堅(jiān)硬程度進(jìn)行深入考慮。如果在錨桿支撐作用力不斷增加時(shí)，圍巖可以提供足夠的荷載力，那么就會(huì)取得較好的支護(hù)加固效果，能夠保證頂板位移出現(xiàn)較小變化。所以，在巷道掘進(jìn)和錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中，巷道圍巖強(qiáng)度是工作人員需要詳細(xì)考慮的因素之一。

1.2地應(yīng)力

在煤礦掘進(jìn)過程中礦山壓力會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，并對(duì)煤炭的安全開采帶來一定不利影響。例如，如果在掘進(jìn)過程中出現(xiàn)圍巖變形、斷裂或者位移，都會(huì)對(duì)人工支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來更大壓力，嚴(yán)重時(shí)甚至容易引發(fā)塌陷事故。也就是說在礦山壓力的作用下，人工填充物、支護(hù)結(jié)構(gòu)、煤層與圍巖之間會(huì)存在著不同的力學(xué)擠壓現(xiàn)象，也就是常說的礦山壓力顯現(xiàn)。礦山壓力顯現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重威脅煤炭開采的安全性，需要技術(shù)人員采取有效措施緩解和避免這一問題的產(chǎn)生。通常情況來說，在煤炭的掘進(jìn)過程中，技術(shù)人員必須要合理處置采空區(qū)并選擇適合的支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而有效控制應(yīng)立場(chǎng)改變與圍巖變形，確保煤炭開采的安全進(jìn)行。掘進(jìn)與回采是煤炭開采的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于回采工作面來說，應(yīng)用支護(hù)技術(shù)的最主要目的就是控制好頂板巖層，避免頂板冒落和坍塌，所以采空區(qū)處理與工作面支撐保護(hù)統(tǒng)稱為頂板管理的支護(hù)技術(shù)。

1.3巷道斷面形狀與尺寸

在煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)施工過程中，需要技術(shù)人員詳細(xì)計(jì)算巷道四周的圍巖應(yīng)力，然后結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的支撐與調(diào)整。因?yàn)樵谙锏谰蜻M(jìn)施工過程中不同的斷面形狀對(duì)應(yīng)著不同的應(yīng)力分布，若想起到最大的支護(hù)效果，就必須科學(xué)控制斷面形狀，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)力分布的優(yōu)化調(diào)整。

2煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1做好地質(zhì)勘察工作

在煤礦巷道掘進(jìn)施工之前，技術(shù)人員必須對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和周圍環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)勘察，并且能夠?qū)υ诰蜻M(jìn)過程中的所有不利因素了然于胸，同時(shí)采取有效措施進(jìn)行預(yù)防與處理，最大程度的提高掘進(jìn)效率與掘進(jìn)安全性。例如，煤礦企業(yè)可以采用三維地震綜合勘探技術(shù)，為掘進(jìn)方案和掘進(jìn)技術(shù)的選擇提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)參考。

2.2做好瓦斯排放工作

在煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)施工時(shí)，工作人員不僅要對(duì)支護(hù)技術(shù)與支護(hù)方案進(jìn)行深入考慮，同時(shí)也要對(duì)掘進(jìn)環(huán)境進(jìn)行全面分析。因?yàn)樵诿旱V巷道的掘進(jìn)過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生瓦斯氣體，一旦瓦斯?jié)舛瘸迾O易引發(fā)爆炸事故，要求技術(shù)人員必須采取科學(xué)方式做好瓦斯排放工作，并對(duì)巷道中的瓦斯含量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，確保掘進(jìn)環(huán)境安全。

2.3做好通風(fēng)防塵工作

在煤礦巷道掘進(jìn)過程中，巷道中會(huì)漂浮著大量的煙塵粉末，為了確保掘進(jìn)工作的順利進(jìn)行，切實(shí)保障掘進(jìn)工作者的人身安全，要求工作人員必須精準(zhǔn)計(jì)算巷道中的最大通風(fēng)量，科學(xué)設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)，確保巷道內(nèi)部風(fēng)壓符合施工要求。同時(shí)能夠利用通風(fēng)機(jī)盡可能多的排除有害氣體和灰塵，確保巷道內(nèi)溫度和濕度適宜。

3常見的煤炭采礦工程巷道支護(hù)技術(shù)

3.1錨索支護(hù)技術(shù)

如果在煤礦巷道掘進(jìn)過程中存在軟巖情況，因?yàn)檐泿r結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差并且極易發(fā)生形變，因此必須需要采取有效的支護(hù)措施對(duì)巷道結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)。錨索支護(hù)技術(shù)能夠有效應(yīng)對(duì)軟巖結(jié)構(gòu)，能夠提高軟巖結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和可靠性。

3.2錨桿支護(hù)和錨注支護(hù)技術(shù)

軟巖是一種十分常見的圍巖類型，為了最大程度提高巷道支護(hù)效果， 工作人員就可以利用強(qiáng)度較高的錨桿，并對(duì)錨桿施加一定的預(yù)應(yīng)力，以此來提高圍巖的承載性能，降低圍巖的剪切變形。錨桿支護(hù)技術(shù)是現(xiàn)如今最為常見的巷道支護(hù)技術(shù)，不僅成本較低同時(shí)應(yīng)用簡單，能夠結(jié)合圍巖形變量適當(dāng)調(diào)整支護(hù)強(qiáng)度。但是在高應(yīng)力的制約下，并非所有的錨桿支護(hù)都能呈現(xiàn)出主動(dòng)的支護(hù)效果。錨注支護(hù)方式則主要采用灌漿的方法來提高圍巖的荷載力，同時(shí)也可有效提高圍巖抵御地下水侵害的能力。

3.3U型鋼支護(hù)技術(shù)

巷道在掘進(jìn)過程中很容易在高應(yīng)力的作用下發(fā)生變化，通過加裝金屬支架可有效降低應(yīng)力對(duì)巷道的影響。U型鋼支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過程中對(duì)金屬支架的伸縮性有著極高要求，一旦圍巖發(fā)生變形可迅速起到支護(hù)效果，但是卻無法在圍巖變形前進(jìn)行提前支護(hù)。巷道在掘進(jìn)過程中面臨著十分復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和圍巖環(huán)境，如果圍巖為深部軟巖，那么支護(hù)難度會(huì)被進(jìn)一步增大，如果單純的采用上述某一種支護(hù)方法，支護(hù)效果并不理想，所以現(xiàn)如今已經(jīng)形成了錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)及錨注網(wǎng)、錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù)等，將不同的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，可以促進(jìn)每一種支護(hù)技術(shù)發(fā)揮出最大價(jià)值， 可明顯提高支護(hù)效果，因此現(xiàn)如今已經(jīng)在煤礦掘進(jìn)過程中有著重要應(yīng)用。

4煤炭采礦工程巷道錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

錨桿支護(hù)的最主要作用就是對(duì)圍巖進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)能夠?qū)ζ扑殡x層與圍巖裂縫變形進(jìn)行優(yōu)化控制。錨桿支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過程中可以保證支護(hù)區(qū)域內(nèi)的圍巖具有良好的穩(wěn)定性和承載力，同時(shí)能夠利用錨桿將地質(zhì)應(yīng)力進(jìn)行分散，避免應(yīng)力集中。錨桿支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用之前技術(shù)人員要強(qiáng)化支護(hù)網(wǎng)支撐剛度，并增加薄弱部位的錨桿支護(hù)數(shù)量，最大程度的提升圍巖表面的支撐約束能力，同時(shí)限制巷道破碎區(qū)的縱向延伸量。如果巷道情況較為復(fù)雜，為了提高加固效果可以進(jìn)行二次支護(hù)加固，如此一來不僅可以有效提高圍巖的支撐保護(hù)強(qiáng)度，同時(shí)也可在一定程度上實(shí)現(xiàn)支護(hù)網(wǎng)的柔性操作， 那么一旦圍巖出現(xiàn)破碎或者變形等緊急情況時(shí)，就可以適當(dāng)釋放圍巖能量，最大程度的保證巷道掘進(jìn)安全。（1）使用配套的錨桿支護(hù)體系。為了提高錨桿支護(hù)效果，工作人員一定要嚴(yán)格把關(guān)螺母質(zhì)量，一定要使用錨桿專用螺母，以此來提高錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體抗壓能力。（2）加厚錨桿托盤。錨桿支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過程中很容易出現(xiàn)托盤變形的情況，所以工作人員一定要結(jié)合巷道掘進(jìn)的實(shí)際情況適當(dāng)增加錨桿托盤的厚度和強(qiáng)度，確保其抗變形能力符合施工要求。（3）采用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錨桿支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)與安全問題，并且實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，工作人員可以以此為依據(jù)優(yōu)化調(diào)整支護(hù)方案，不斷提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐強(qiáng)度，確保掘進(jìn)過程的順利進(jìn)行。

結(jié)束語：綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)煤炭的高效安全開采，要求煤礦企業(yè)的工作人員必須對(duì)巷道的掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)進(jìn)行深入研究，促進(jìn)技術(shù)的最大應(yīng)用。掘進(jìn)巷道的安全不僅是實(shí)現(xiàn)煤炭安全開采和運(yùn)輸?shù)那疤?，同時(shí)也是煤炭開采人員生命安全的最直接保障，所以為了推進(jìn)我國煤炭行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，就必須要求技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)有的掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與完善，為安全生產(chǎn)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

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