煤礦采礦工程巷道掘進支護技術研究

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摘要：我國煤礦資源在經由多年的開發以后，淺層資源逐步被開發，而更多的煤礦資源集中在深層，在煤礦生產規模日益擴大的過程中，隨著開采條件的日益復雜與惡劣，人們對巷道掘進與支護技術提出了更高的要求，必須要在保障煤礦安全開發的過程中，選擇最佳的掘進與支護技術，提高煤礦資源開發的整體效率，為煤礦企業贏得更大的發展契機。基于此，分析了煤礦采礦工程中巷道掘進與支護技術的具體應用，有利于為煤礦資源開發提供技術支持。

關鍵詞：煤礦采礦工程；巷道掘進；支護技術；應用

1.巷道掘進與支護技術應用的重要性

在煤礦資源的開發過程中，由于很多煤礦資源處于地下復雜的環境條件下，在開采過程中存在著諸多的不確定性風險，為保障煤礦資源的順利開發，煤礦企業需要在作業之前進行詳細的開采流程制定，進而在此基礎上保障開發工作的順利進行，保障開發的安全性。地下開采作業中，采礦人員必須要結合現場的實際情況，結合煤礦的分布條件，做好施工地下的場地支撐，進而為資源開采創造相對安全的環境條件，使得在整個的煤礦資源開發過程中，相關人員能夠及時將煤炭開發出來的煤炭運送出去，而在此過程中，對于支架保護方法的要求相對較高。巷道掘進與支護技術的應用是為了保障煤炭資源的高效開發，通過這些技術的科學應用，能夠使得開采作業穩步進行，并結合實際的工期要求，保障作業的安全性、高效性。煤礦所處的地下環境相對復雜，在資源開發過程中常常會存在諸多的限制，極易誘發現場塌方等安全事故，只有保障了掘進與支護技術的科學應用，才能夠從根本上預防各類事故的出現，為開采作業創造相對安全的井下環境。

2.煤礦采礦工程中巷道掘進與支護技術的要點

（1）做好地質勘探工作。在煤礦資源的開發過程中，為保障資源的順利開發，提高作業的安全性，必須要注重巷道掘進與支護技術的科學應用。而技術應用的前提就是有關人員需要切實做好煤礦采礦工程現場的地質勘探工作，只有在掌握了工程現場的地質條件以后，方可在多種的掘進與支護技術中選擇最符合現場地質條件的技術，以保障技術的科學應用。因此，無論是任何的煤礦采礦工程，在實際的開采作用中，都需要切實做好煤礦相應的地質勘探工作，應用科學的勘測技術，保障工程現場地質勘探資料的完整性與準確性，使得整個的開采作業能夠順利進行，煤礦采礦工程的地質勘探過程中，可以充分應用三維地震勘探方式。（2）綜合機械化掘進。煤礦的開采作業中，巷道掘進與支護作為其中的關鍵環節，在實際的施工作業中，往往需借助于專業的機械設備來完成。掘進機械的選擇與應用在很多時候會對開采作業起到關鍵性的作用。現階段，隨著技術的進步，掘進機械也日益進步，且不同的掘進機械適用于不同的條件，在煤礦采礦工程中，采礦企業需結合現場的實際情況，來進行掘進技術、掘進設備的選擇，如綜合技術掘進、半煤半巖石技術掘進、全煤巖技術掘進等都是應用較多的技術，而掘進設備上，可以選用懸掛式掘進機、轉換機與電鉆機械等的配合來完成。總之，煤礦采礦工程中，相關人員必須要結合采礦工程的具體情況，選擇掘進技術與設備。（3）瓦斯的排放在煤礦采礦工程中，瓦斯濃度超過了正常的限值將會使得采礦工程面臨較大的安全威脅，因此，在掘進與支護技術的應用過程中，同樣需要注重瓦斯的抽放，將礦井內的瓦斯濃度控制在合理的范圍內。在煤礦掘進作業開始之前，專業人員必須要詳細了解煤礦通道內是否存在瓦斯，是否需要進行瓦斯的抽取，如果抽取方式應用不合理，或者抽放不徹底，都會在后續的采礦工程中出現較大的安全事故。（4）做好通風防塵工作巷道掘進的過程中，往往會伴隨著大量的粉末，甚至會出現一些有害氣體，比如二氧化碳，這種情況下，必須要及時對這些有害氣體、粉末進行處理，一旦處理不及時，可能會對采礦作業人員的身體健康產生嚴重的威脅。通常條件下，針對這種方式最為有效的處理就是進行通風防塵，在井下相應的位置進行排風裝置的設置，在排風裝置的安裝過程中，主要包含了設備通風與自然風，在安裝的過程中需妥善處理好二者之間的協調關系，使得進入礦井內的風量能夠滿足實際的需求，創造更為安全、穩定的井下作業環境。在一些礦井作業中，還可以利用吸塵機來進行粉塵的處理，以降低井下通道內粉塵的含量。

3.煤礦巷道掘進和支護技術的應用

(1)綜合機械化掘進技術在煤巷中的應用煤礦巷道掘進作業中，綜合機械化掘進技術的應用極其廣泛，而在這一技術的應用過程中，大多數的煤礦企業都會選用懸臂式掘進機作為主要的機械設備。在具體的應用過程中，此機械設備還會與轉載機、錨桿鉆機等充分配合。如果在綜合機械化掘進技術的應用過程中，所選用的掘進機械性能越好，就越能夠保障掘進的效率。因此，現階段煤礦生產過程中懸臂式掘進機的充分應用，在一定程度上保障了較高的作業效率，有效實現了資源的合理應用。(2)連續采煤機掘進技術在大斷面煤巷的應用一些煤礦的開采作業中，有時會遇到大斷面煤巷的情況，這種煤巷的作業環境相對特殊，在挖掘作業中，連續采煤機更為適用，在具體的應用過程中，相關人員需結合現場的具體情況，來對相應的流程加以優化，使得掘進作業更為安全與高效。連續采煤機與其他的設備有所不同，其本身的截割寬度較大，在作業時可以實現集煤、裝運與運走的集成，工序更為簡單，有效避免了大斷面對掘進工作的不利影響。大斷面煤巷環境下如果采用的是連續采煤機來進行掘進，一般需分上下兩層來進行，這種分層掘進的方式對工藝流程實現了優化，利用畫弧的方式能夠確定大圓半徑，保障成型效果。(3)錨注支護技術在軟巖動壓巷道的應用軟巖動壓巷道作業更為復雜，為保障掘進與支護工作的順利推進，采礦作業人員需在實際的工作過程中，以錨桿支護技術為基礎，利用注漿鞏固技術，形成錨注支護技術，這一技術是傳統技術上的創新，能夠充分發揮錨固技術與注漿技術的優勢，利用注漿的方式來改善軟巖的性能，從而使得軟巖的強度有所提升。在煤礦采掘作業中，如果面臨的是軟巖的作業環境，通過錨注支護技術，能夠大大減少軟巖破碎的發生，提高巖壁的穩定性，進而使得整個的采礦作業更為安全。(4)全螺紋錨桿支護技術的應用全螺紋錨桿是全螺紋錨桿支護技術的關鍵，這種錨桿的性能相對特殊，可以有效避免傳統錨桿支護技術下存在的各種問題。與普通的錨桿相比，全螺紋錨桿的應用過程中省去了對螺紋的二次加工與緊固環節。在具體的應用過程中，也就保障了錨桿強度的均勻分布，全螺紋錨桿技術的具體應用過程中，基本上不存在側壓力集中所引發的薄弱截面斷裂情況。此外，全螺紋錨桿的生產成本較低，可以被廣泛地應用于各類巷道中，應用不僅實現了巷道支護成本的控制，還使得巷道支護工序大大減少，保障了巷道支護質量。(5)沿空留巷技術在巷道的應用以某煤礦采礦工程為例，主采煤層為單一高瓦斯突出煤層，采礦作業區域內的防突難度相對較高，在巷道掘進的過程中，安全性難以保障，且掘進速度相對較慢，整體的掘進成本相對較高。現有工作面接替順序為跳采，這種情況下，可能會造成孤島工作面的形成，突出煤層中的孤島工作面掘進、回采過程中煤與瓦斯突出的現象會導致嚴重的安全威脅，再加上采深較大，開采事故發生的概率相對較高。從此煤層分布的實際情況來看，大埋深突出煤層巷道、采掘接替緊張是造成掘進、支護技術難度較大的直接原因，而在此開采條件下，利用沿空留巷技術能夠有效解決此類問題。綜合分析此采礦工程現場的實際情況，在沿空留巷技術的應用過程中，充填留2106機巷，充填流程主要包含了矸石破碎、矸石倉、皮帶運輸、螺旋輸送機加膠結料、混合攪拌、上充填運輸機、矸石充填、矸石擠壓強化、移架、下一循環充填。而巷道支護主要包含了超前較強支護、巷內加強支護、巷道整修。在留巷整修施工環節，有關人員需從工作面切眼處開始留巷，將此作為下一個工作面的風巷。整修工作中，沿空巷道的整修作業一般在工作面120m后的位置處，但是其具體的距離需根據現場礦壓觀測的結果來決定。巷道整修時，由于巷道內有輸送充填料的吊掛式皮帶，可以直接將矸石裝入皮帶運送到輸充填地點來完成充填作業，在整修結束以后進行軌道的鋪設。

4.結束語

近年來，各個煤礦采礦工程的實施過程中，對于掘進與支護技術都提出了更高的要求，為了保障采礦作業的高效進行，避免采礦工程實施中各種不利因素的影響，相關人員在實際的工作過程中，需結合現場的環境條件，選擇恰當的掘進與支護技術，還需要不斷地加強使用現代科學技術，提高采礦作業的整體效益。

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作者：陸偉田 單位：陽泉煤業集團長溝煤礦有限責任公司