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

李小虎

陕西延长石油矿业有限责任公司  710000

摘要：当今时代社会发展与自然资源利用关系更加密切，煤炭能源的需求量也在逐渐变大，很多煤炭企业在开挖过程中会出现安全性的问题。煤炭能源的生产是一个系统化的建设流程，需要各类工作在其中发挥重要作用，其中煤炭开采工作作为一线工作内容，为后续的煤炭加工研究提供原始材料，是很重要的工作内容，但是这项工作在开展过程中也会有一定的危险性，对开采工作人员的安全存在不利。为此，相关企业单位需要针对采矿工作的安全性进行优化升级，借助施工技术的力量将开采工作进行安全性提升。本文主要分析煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用。

关键词：煤炭采矿工程；巷道掘进工艺；支护技术应用要点

引言

在煤炭采矿工程掘进施工过程中，需要利用专门的掘进设备进行破煤与装煤作业，并且将煤炭运输到指定位置，煤矿巷道掘进机是最常用的掘进设备，不仅安全高效同时配备了完善的运输设备，可有效提高掘进效率和采煤效率。但是不可否认的是，煤矿巷道掘进工程系统且庞大，需要工作人员对掘进过程进行详细规划，才能最大程度的保证巷道安全。当巷道空间脱离于岩层时，必须采取合适的支护技术对采掘巷道进行支护与加固。锚杆支护技术是全球煤炭行业应用最为广泛的支护技术，能够为巷道掘进技术的应用奠定坚实基础。

1、煤炭采矿工程巷道掘进与支护技术基础介绍

巷道掘进是进行巷道支护的前提，需要对巷道进行一定的修饰完善才能进行后续支护。目前在煤炭采矿工程建设中较为常用的巷道掘进技术综合使用的直眼掏槽和斜眼掏槽，在施工过程中会根据土层地质的变化进行方式的改变，比如说在遇到软岩夹层时就会运用斜眼掏槽技术进行掘进。在进行掘进时，需要相应的设备作为支持进行配合工作，从而确保工作效率以及工作质量，结合机械设备的力量将掘进工作进行系统化推进，很大程度上可以提升采矿工作效率。在巷道掘进工作完成之后，就为支护技术的实施做好了铺垫，可以结合周围地质条件进行支护工作。在支护技术实施过程中需要注意预留煤柱，将预留的煤柱作为中心，在巷道的上下区段内进行煤柱预留，很大程度上降低巷道的承压力，可以保证采矿巷道行走安全；另外需要注意的就是以预留煤柱为中心进行排水工作和通风工作建设，以降低采矿工作受天气影响的程度。

2、巷道掘进支护存在的问题

2.1支护技术缺乏合理性

一些煤矿企业在施工过程中，由于过度重视经济效益、为了节约生产成本，在进行掘进巷道支护工作时，采用的支护材料不能达到安全要求，例如，不同的煤层属性和硬度不同，对支护材料的要求也各不相同，对于石炭二叠纪煤层这样煤层松软、断层结构又多的煤层，需要加强支护材料的质量，因此需要施工单位在进行巷道支护时根据实际情况进行支护材料的选择，确保支护工作的有效性和安全性。支护工作要遵循设计部门对掘进巷道支护的设计方案进行支护操作，一些设计部门在设计方案时存在盲目性，没有根据巷道受压状况及巷道顶板围岩的状况进行设计，对施工现场存在的断层碎裂带没有采取合理的支护设计方案，从而留下了安全隐患，为后续顶板维护工作增加了难度。

2.2支护设备不够先进

采用悬臂式掘进机进行顶板支护，通常用于综合机械化掘进巷道。但是对于巷道的空顶处，利用悬臂式掘进机进行支护的质量比较差、不能达到施工现场的支护要求，容易导致现场出现支护事故。在煤矿炮掘巷道掘进中通常利用风动锚索机对顶板进行钻眼，由于锚索机是由人工进行操作，因此在钻眼操作中会导致钻眼的深度和角度都存在相应的误差，最终导致支护存在不合格性，达不到支护效果。

3、煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术应用要点分析

3.1管理设备质量

在巷道掘进施工过程中涉及的施工设备较多，为了保证工程质量需要对各类施工设备进行质量检测，确保其使用性能达到标准要求。为了更好的确保设备质量，采矿工程建设单位需要设立相关管理单位，对设备质量进行统一化管理，根据不同设备的施工质量需要，对其进行分类，将不同管理标准应用到实际工作当中，提高设备使用过程中的工作效率，确保工作质量，更快更好的完成安全设施建设，为煤炭采矿工程提供更多帮助。在设备使用时需要遵循设备使用步骤进行工作，在不使用时，也要按照规定要求进行质量养护，避免人为因素造成设备质量受损。

3.2U型钢支护技术

巷道在掘进过程中很容易在高应力的作用下发生变化，通过加装金属支架可有效降低应力对巷道的影响。U型钢支护技术在应用过程中对金属支架的伸缩性有着极高要求，一旦围岩发生变形可迅速起到支护效果，但是却无法在围岩变形前进行提前支护。巷道在掘进过程中面临着十分复杂的地质环境和围岩环境，如果围岩为深部软岩，那么支护难度会被进一步增大，如果单纯的采用上述某一种支护方法，支护效果并不理想，所以现如今已经形成了锚杆锚索联合支护及锚注网、锚喷网联合支护技术等，将不同的支护技术进行联合使用，可以促进每一种支护技术发挥出最大价值，可明显提高支护效果，因此现如今已经在煤矿掘进过程中有着重要应用。

3.3锚杆支护技术应用

支护设计是不可或缺的，如果没有做好该环节的工作，锚杆支护技术的作用可能无法有效的发挥出。设计人员要先做好地形勘测工作，要对煤矿巷道建设情况进行分析，比如说，在巷道掘进过程中断面是否具有较高的稳定性，最容易出现哪一类安全事故，可以通过那些支护技术有效的规避问题，提升巷道的稳定性。如果在施工期间发现围岩松动圈相较于原来来说尺寸扩大了2~3倍，就必须要提高警惕，因为此时说明巷道结构已经开始松动了，必须要尽早采取措施进行支护，否则后期可能会引发较大的安全事故。

3.4优化机电一体化

机电一体化是我国煤矿开采工作中主要应用的一种技术，其能够将相关机械设备在相关环境下实现自动化工作，不仅能够提高煤矿机械工作的效率质量，还能够降低人工施工的频率，在降低人工劳动成本的同时提高施工的安全性。做好掘进设备工作状态的监控，能够对机电一体化应用情况进行实时检测，保障相关设备处于高效工作状态，提高掘进与支护施工的效果与质量水平。

3.5掘锚一体化技术

对于西方比较发达的国家而言，对于掘锚一体化的技术研究的比较透彻。因为利用掘锚设备开展工作的质量比较高，矿道的安全系数相比较之下也更加的高，还有最重要的一点就是应用的范围比较广泛。掘锚一体的技术最主要的作用就是在矿道中进行掘进工作的同时对矿道进行支护的工作，这种技术在一些顶板条件不好的巷道中比较实用，能够同时将挖掘的进度和巷道的安全兼顾。通过在当前各个煤矿所反馈回来的数据显示，掘锚一体技术能够提高50%以上的掘进效率，并且有效的改善了煤矿下的施工环境和掘进设备的性能指数。由此可见掘锚一体化技术对于我国煤矿资源的开采效率和矿道的安全性能有着显著的作用，为了能够让煤矿资源的开采更加顺利，应该对该项技术加大力度进行开发，从而让煤矿的挖掘更加顺利。

结束语

总的来说，社会经济发展对于煤矿开采工程建设要求在不断增加，使得开采工作逐步成为国家发展的重点关注内容。为了更为科学合理的进行开采工作，在前期工程建设中需要适当应用开采方式和支护方式，保证企业经济效益，同时维护工作人员人身安全。

参考文献：

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[5]宋志卫.采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].江西化工,2020,No.148(02):315-316.