煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究

煤矿采矿工程巷道掘进和支护应用研究

张春江

新疆呼图壁县石梯子西沟煤炭有限责任公司新疆呼图壁831200

摘要：随着社会经济及科学技术的不断发展，特别是各项技术的应用为人类带来了巨大便利，而这一便利也被应用在了采矿行业。煤矿巷道是开采过程中重要的开采运输通道，同时也是保证煤矿开采安全及高效的关键。一旦煤矿巷道出现问题，那么会对整个煤矿开采作业造成严重影响，轻则影响开采作业的正常进行，造成不必要的经济损失；重则危及作业者生命安全，造成重大事故。因此加强巷道掘进和支护技术的研究及应用具有重要意义。

关键词：煤矿采矿工程；巷道掘进；支护应用

1煤矿采矿工程巷道掘进与支护技术的作用

在煤矿采矿工程施工的过程中，要有计划地对地下巷道进行掘进，以形成安全的巷道空间。在巷道掘进过程中，为了保证人员的安全，也为了保障开采运输能够拥有畅通、稳定的路径，需要对巷道空间进行保护，这就需要使用支护技术。不管是掘进还是支护，其目的是为了保证煤矿巷道的安全与稳定，确保采矿作业能够高效、稳定的正常运行，并确保效率的前提下，防止安全事故的产生。由于地下环境复杂，一方面巷道中会有一定的软岩，可能会发生巷道崩坍、破坏等问题，需要利用锚杆支护等支护技术来对巷道进行有效支护；另一方面，掘进必须要依靠合理的掘进技术来保障掘进的效率和质量。因此，为了巷道的稳定与安全，要合理利用煤矿巷道掘进和支护技术。

2影响煤矿巷道掘进的因素分析

2.1地质结构影响煤矿巷道掘进

影响煤矿巷道掘进的最直接的因素就是煤矿的地质构造，这里涉及到很多方面，比如煤岩的硬度、围岩节理发育、工作面涌水量、褶曲架构、顶板和底板的可靠与否、瓦斯量以及工作面涌水量等等。如果地质条件较好，那么煤矿巷道掘进相对就比较顺利，一旦遇到复杂且地质条件差的情况，那么煤矿巷道掘进就比较麻烦，比如煤岩过硬，那么巷道掘进时难度就加大，但是对于顶板条件而言就较为有利，即使是实施临时性支护也可以掘进，等掘进完以后再进行永久支护，这样可以做到掘进和支护同时进行，有利于提高工效。同时，煤层厚度大小还会受到岩层褶曲断层节理发育的影响，进而导致在其发生改变的地方会有冒顶发生，这会造成掘进的安全和效率问题。此外，对于煤矿开采另一个重要问题就是瓦斯，如果煤矿的巷道地质条件复杂，那么也就使得瓦斯的涌出含量相对增大，这会使得巷道中的瓦斯浓度升高，不利于煤矿安全生产和巷道掘进。

2.2掘进工艺影响煤矿巷道掘进

在国内，通常情况下综掘机配套的支护装置都是采用单机锚杆钻机，这需要人工安装，工作效率较低，有研究证明，煤矿巷道掘进支护时，支护时间占据了约70%，这说明了巷道掘进和掘进工艺有直接关系，加之掘进装置故障率高，维修期短，使得巷道掘进的不间断性降低，极大地影响了巷道掘进速度。

2.3掘进装置技术水平影响巷道掘进

同国外发达国家相比，我国的掘进装置整体能力偏弱，虽然装置完善，但是性能和自动化能力欠缺。当前，国际上应用最多的是煤矿巷道综掘机，而西方发达国家使用的不间断掘锚机和采煤机既可以提高掘进效率，又能够确保开机效率，对煤矿巷道掘进来说不失为理想的装置。相比，我国的掘进机就不具备上述优点，甚至还具有高消耗的缺点，对巷道掘进速度和生产效率十分不利。

2.4施工管理影响巷道掘进

1）掘进工作人员对巷道掘进的影响。受我国煤矿生产条件恶劣的影响，煤企生产所聘用的掘进工作人员相对素质较低、文化程度不高，同时相关专业技能、知识以及经验欠缺，这导致对机器设备了解不充分，倘若施工作业时出现故障，他们不能第一时间解决，进而影响巷道掘进。此外，因为现场管理工作不到位，不能保证锚杆安装质量，不仅浪费材料，还影响支护进度，使巷道的掘进效率变低。

2）劳动组织管理对巷道掘进的影响。劳动组织管理应该通过激励措施来平衡各工种之间的工作量，减少不同工种之间的负面影响，令工效提高。只有把工作人员的薪资和巷道掘进效率、安全、质量结合起来，才能有效改善巷掘进。

3采矿工程巷道掘进技术的应用要点

3.1做好地质勘探工作

在矿山巷道掘进时，为了避免地质构造及其环境影响到施工作业，对地质构造的勘探工作要引起重视，通过利用合理安排以及科学运用地质勘探技术提升地质构造勘探的质量和效率。当前，我国在地质构造勘察方面的技术能力还有待提高，在针对巷道地质构造实施勘探检查过程中可以采用三维地震综合勘探技术，结合企业现实状况和实际采矿工程情况，在采区设计前进行三维地震综合勘探，从而确保后期掘进过程更加安全。

3.2提升技术创新水平

上述提及，我国的巷道掘进设备装备相比发达国家较为落后，而提高巷道掘进效率和质量最直接有效的方式就是提高设备装备水平，这就需要从提升我国的相关企业的技术创新水平上下功夫，不但要从自身能力上找原因，更要学习国外的先进技术，引进设备，然后提高自己的创新能力，多自主研发，多创造专业技术，进而提高我国的设备装备水平。

3.3做好通风防尘工作

掘进过程中，空气中会漂浮着烟尘粉末，并其还会存在危害性气体，例如瓦斯和CO2等，对灰尘和危害性气体也要予以及时的排除，避免巷道掘进工作者的人身健康和安全受到危害。通常来讲，较为有效的手段是通风防尘，巷道安全管理中应当安装内部通风系统，这一系统分为两部分，设备通风以及自然风，在设计安装中要准确定位两者的位置，促使内部风压以及需风量达到巷道施工要求，通风机在其中要配合辅助通风系统，尽可能多的排除灰尘和有害气体。针对灰尘，工作人员可以利用除尘器对灰尘进行吸收，降低空气中的灰尘量，并且工作人员还应当对巷道内部的温湿度加以关注和控制。

3.4强化现场管理

1）加强现场管理队伍的建设。在管理队伍的人员选择上要选取管理水平高、专业能力强、管理经济丰富、有责任心的人才为先。同时注重对他们的定期培训，不断夯实他们的专业技能。另外，适当提高管理队伍的薪资水平，尤其是涉及煤矿巷道掘进管理者，以此提高他们工作的积极性。2）完善管理模式。煤企的管理模式要从之前的粗放式管理向精细化管理转变，对每个员工、每个工作岗位甚至每道工序，都要细分巷道掘进的任务和目标，切实保障施工能够持续不断。不仅如此，还要做好事前预防和事中控制，对施工中遇到的问题及时解决。

4采矿工程巷道支护技术的应用

4.1锚索支护技术

矿山掘进施工过程中，面对复杂地质情况，一般都采用软岩的巷道支护技术。软岩这一岩石结构，具有较强变形性和较差稳定性，松脆或风化的几率很高，在掘进施工中如果遭遇软岩情况，那么巷道需要采取必要且有效的支护措施。国际层面对于巷道支护的研究中，提出过许多方法，然而却无法满足高应力状况下软岩巷道支护的需求，现阶段国内运用的锚索支护技术，能够较好的对围岩进行控制，增强围岩的安全可靠性，得到了广泛应用和推广。

4.2锚杆支护和锚注支护技术

针对软岩这一在掘进施工中常见的围岩类型，为了解决巷道支护的问题，可以利用具有较高强度的锚杆支护方式，通过对锚杆增设应力，提升围岩的承载性能，通过加强锚端头以及进行全锚固定，会避免围岩发生形变，从而实现有效的支护。锚杆支护方式在经济性方面有着比较好的优势，能够依据围岩形变的实际情况采取相应的支护强度，有利于降低掘进成本。但是，由于高应力的制约，锚杆支护也具有缺陷和不足。锚杆支护方式运用中，并不是全部支护都主动的，根据支护体的安全顺序可以将锚杆支护划分成两种，被动支护以及主动支护。

结论

为了确保采矿工程的巷道施工安全，控制工程施工质量，以及巷道长期稳定性，工程过程中要根据巷道的实际情况和围岩特性科学的进行巷道掘进，严格按照要求进行施工，并且做好掘进支护工作，保障采矿工程施工的安全稳定性，从而提高巷道掘进的效率和质量。

参考文献：

[1]乔木.采矿工程巷道掘进及支护技术的应用探究[J].中国金属通报，2018（05）：52+54.

[2]胡国宏.采矿工程巷道掘进及支护技术的应用探究[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（10）：134-136.