采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

王 磊 

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摘要：全球能源和原料供应的基石之一是煤炭，其开采工程是一项精细且多步骤的任务，涵盖了地质探查、矿山建设、煤炭开采及后期的资源回收。其中，巷道挖掘与支撑是这一工程的核心组成部分，它们构建了通往煤层的通路，以及煤炭的顺利输送路径。这个过程的技术运用和设备选择至关重要，它不仅关乎生产效率，更关乎人员安全，这是推动煤炭产业持续进步的基石。当前，随着社会进步和科技进步的步伐，业界已深刻认识到保障矿工生命安全是行业长期稳定发展的基础，为此不惜投入巨资引进尖端技术和人才。然而，提升煤矿巷道掘进和支护技术并非单纯的技术引进，而是需要匹配高素质的专业人才，他们的知识和技能是推动整个行业迈向现代化的关键。

关键词：采矿工程；巷道掘进；支护技术；应用

1 采矿工程巷道掘进和支护技术的重要性

煤矿行业的核心任务是保证生产过程的平稳与安全，其中，掘进与支护技术扮演着至关重要的角色。它们在采矿工程中的独一无二性，体现在其能够创造出一个稳固且高效的作业环境，确保煤炭开采活动得以顺利进行。为了确保工人们在执行任务时免受潜在风险，现代科技与设备的应用是实现巷道支护的关键，旨在构建一个安全无虞的工作空间。在实际操作层面，巷道掘进虽然具有潜在风险，但通过精细的支护工作和严格遵循规程，我们可以显著降低意外发生的可能性。这种技术不仅强化了巷道周围岩石的稳定性，防止了坍塌，也有效地防止了人员伤亡的悲剧。特别是在面临易于破碎的软岩地质条件时，有效的支护技术更是保护了巷道结构，维护了整个开采区域的稳定性。

2 巷道掘进和支护施工要点

巷道开挖与支撑的关键环节包括以下几点：1)精细的工程策划与设计，这是确保施工稳固和安全的基石，需深度思考并细致规划。2)选用适用的构建元素，例如钢材、混凝土和岩土加固棒，这些材料的选择直接影响到支撑系统的强度。3)专业且严谨的操作流程，所有安装和维护工作都应由具备资质的技术人员严格按照标准化步骤执行。4)高效的团队协作，管理层、工程师与一线操作人员间的无缝沟通对于施工效率的提升至关重要。5)实时监控矿压状况，持续追踪巷道顶部的压力变化，以便及时调整支撑系统以适应动态环境。6)灵活选择支撑结构，针对不同地质条件和巷道规格，可能需要考量采用椭圆形或马蹄形等不同的断面设计。总的来说，对巷道开挖与支撑的各个环节进行深入理解和全面考虑，包括精确设计、材料选择、精准操作、有效沟通、压力监控以及根据实际需求定制的支撑设计，是实现高效、安全施工的关键要素。

3 采矿工程巷道掘进和支护技术的具体应用

3.1 连续采矿机掘进技术在采矿工程中的应用

现代连续采矿机作为高效能、高产出的工业瑰宝，在现代采矿行业中占据核心地位，它的引入不仅显著提升了开采的生产力，而且极大地优化了工作环境并强化了作业安全性。深入研究连续采矿机的掘进技术在矿产开发中的实际运用，着重于其在应对复杂地质条件、智能化操控以及支撑策略方面的表现至关重要。(1)针对多变的地质条件，连续采矿机展现出卓越的适应性。面对坚硬或易碎的岩层，如何保证设备的稳定运行并预防潜在的塌方风险，如采用高强度的预制支架系统，如钢筋网，其优越的支撑性能和防塌特性确保了掘进过程的平稳与安全。(2)连续采矿机的智能化操控技术更是革新了作业方式。通过精密的自动化控制系统，机器能实时监控和微调各种参数，如刀盘转速和推进力度，这样不仅能最大化挖掘效率，还能有效防止人为操作失误对安全和生产效率产生的负面影响。这种高度智能化的操作方式，是提升整体开采效益的关键所在。

3.2 综合机械化掘进技术在采矿工程中的应用

在当代矿产开发领域，集成化的机械化掘进技术因其高效、迅速和安全的特性，逐渐成为主流开采手段，引发了全球范围内的深度探究和实践应用。这项技术的独特设计和多元工作模式，使其在应对各种地质环境时展现出显著的优势。深入研究其在矿产工程中的应用，重点在于其在复杂地质条件下的适用性、对生产效率的提升以及对工作人员安全的保障。(1)集成化机械化掘进技术在复杂地质条件中的应用展现了其卓越性能。各类地质难题，如硬岩层的破碎处理和软岩层的巷道稳定性，都对开采提出了严峻考验。然而，凭借其多功能和灵活适应性，集成化机械化掘进技术能在这些复杂环境中稳定且高效地进行挖掘作业。例如，面对软岩层，它能通过配置恰当的支撑设备，如横向支架或钢筋网，确保巷道稳固，防止地质灾害的发生。(2)对于提升采矿效率，集成化机械化掘进技术无疑起到了关键作用。相比于传统的人工挖掘，机械化方式显著提高了生产速度和产量。在大型矿山开采中，其连续不间断的工作模式使得巷道开挖得以高速进行，整体生产效率因此显著提升。同时，机械化降低了人为操作的误差，保证了开采过程的稳定性和一致性，进一步提高了效率。(3)在保障员工安全方面，集成化机械化掘进技术的重要性不容忽视。通过引入遥控操作或自主导航系统，它将工人从危险作业环境中解放出来，显著降低了事故风险，尤其是在易发生瓦斯爆炸等危险的煤矿环境中。此外，实时监控系统的应用，能及时发现并预防潜在的安全隐患，确保工作人员始终处于安全环境之中。

3.3 全螺纹锚杆支护技术在采矿工程中的应用

现代采矿活动中，全螺纹锚杆支撑体系展现出了广阔的实用前景，其独到的设计理念和支撑原理确保了巷道结构的稳固性。深入研究这一技术在矿业工程中的运用，应关注其在巷道维护中的关键特性及优势、在各类岩石中的实际效能，以及在地下设施中的新颖应用领域。(1)全螺纹锚杆作为巷道维护的核心，其特殊螺纹设计促使它能与岩体形成紧密融合，共同承担压力，从而稳固巷道结构。这种设计使得锚杆在易碎且易于变形的岩层中也能表现出极高的适应性，防止巷道因不稳定而发生塌陷或形变。(2)对全螺纹锚杆在不同岩石类型中的固定效果进行对比分析至关重要。地质条件的差异可能导致其固定性能有所区别，需要细致的实验和数据分析。比如，对于砂岩和页岩等脆性岩石，全螺纹锚杆凭借其完整的支撑系统能有效抵消岩体的破裂风险。然而，在坚硬岩石中，可能需要与其他支撑手段协同使用，以优化支撑效果。对这些数据的综合评估，将为实际工程中的应用提供决策依据。(3)在地下设施如隧道和仓库等领域的创新应用显示了全螺纹锚杆的潜力。它不仅限于传统的矿井巷道，还能满足地下建筑对稳定性和安全性的严格要求。

结论

总结起来，巷道开凿与维护在矿产开采中的核心地位无可替代，它们对于确保作业人员的生命安全和施工稳定性具有决定性作用。实现这一目标，依赖于前沿科技和高效设备的整合运用。选择何种支护策略并非孤立事件，它受到诸如地质构造特性、开采深度以及岩石内部应力等多种复杂因素的制约。展望未来，采矿工程中巷道掘进和支护技术的发展趋势将聚焦于提升效能与环保性能，以兼顾经济效益与可持续性。

参考文献：

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