煤矿采矿工程中巷道掘进和支护技术应用研究

(整期优先)网络出版时间:2023-10-28
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煤矿采矿工程中巷道掘进和支护技术应用研究

郝平

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摘要:随着煤矿规模扩大和采矿深度增加,煤矿巷道掘进和支护技术面临更复杂的挑战。实现安全高效的巷道工程对于煤矿生产至关重要。本文旨在对巷道掘进和支护技术应用进行研究,探讨当前研究现状、技术分类及特点,并提出改进策略和建议。通过相关分析验证技术的可行性。研究结果将为煤矿采矿工程中巷道工程的安全生产提供理论参考和实践指导,提升煤矿采矿工程的效率和质量。

关键词:煤矿采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用研究

引言

煤矿开采是我国能源产业的重要支撑,而巷道掘进和支护技术在煤矿采矿工程中扮演着至关重要的角色。随着煤矿规模的不断扩大和采矿深度的增加,巷道掘进和支护面临更为复杂的挑战。通过深入研究和应用先进的巷道掘进和支护技术,以提高巷道的稳定性和安全性。这将确保煤矿安全生产,促进能源产业可持续发展。因此,对巷道掘进和支护技术的应用研究具有重要意义,需要不断创新、改进,并与行业间共享经验,达到高效、安全的煤矿开采目标。

1.巷道掘进和支护技术的意义及发展概况

1.1巷道掘进和支护技术的重要性

巷道掘进和支护技术在煤矿采矿工程中具有重要的意义。合理的巷道掘进和支护技术能够保障矿井工作面的稳定和安全运行,防止灾害事故的发生。良好的巷道掘进和支护技术可以提高矿井的采掘效率,减少资源浪费和环境污染。此外,巷道的良好质量和稳定性还对后续的煤矿开采、通风、排水等工作起到关键作用。因此,研究和应用先进的巷道掘进和支护技术,不仅有助于保障矿工的生命安全,还能促进煤矿的可持续发展和高效运营。

1.2巷道掘进和支护技术的发展现状

目前,巷道掘进和支护技术在煤矿采矿工程中取得了显著进展。一方面,随着科技的发展,矿山设备和工艺不断更新,传统的巷道掘进和支护技术得到了改进和优化。采用现代化的机械化和自动化设备,如液压掘进机、自动测量系统等,提高了巷道的开挖效率和质量。另一方面,研究者们还在巷道掘进和支护领域进行了深入研究,提出了诸如路基法、钢筋网喷锚等新型技术,以加强巷道的稳定性和安全性。此外,数字化技术的应用也为巷道掘进和支护带来了新的机遇和挑战。然而,目前仍存在一些问题,如巷道掘进后的土体回弹、支护材料的选择等,需要进一步研究和改进。因此,持续的研究和创新对于巷道掘进和支护技术的发展至关重要。

2.巷道掘进和支护技术的分类及特点

2.1常用的巷道掘进技术

常用的巷道掘进技术包括:传统爆破法、隧道掘进机(TBM)法和液压掘进机法等。传统爆破法是一种较为传统的技术,采用钻孔爆破的方式进行巷道掘进。隧道掘进机法是一种使用隧道掘进机进行掘进的技术,它能够实现自动化和高效率的掘进作业,尤其适用于长距离掘进和大断面巷道的开挖。液压掘进机法则是一种较新的技术,利用液压机械设备进行掘进作业,具有灵活性和可操作性强的特点,能够适应不同地质条件下的巷道掘进需求。这些常用的巷道掘进技术各有优缺点,在实际应用中需要根据具体情况进行选择和组合使用,以达到高效、安全的巷道掘进目标。

2.2常用的巷道支护技术

常用的巷道支护技术包括:钢架支护、锚杆支护、喷射混凝土支护和预制片支护等。钢架支护是一种常见且广泛应用的技术,通过安装钢架承受巷道围岩的压力,保证巷道的稳定性。锚杆支护是利用锚杆将巷道围岩与支护材料连接起来,增加围岩的承载能力。喷射混凝土支护则是将混凝土喷射到巷道壁上形成一定厚度的支护层,提升围岩的强度和稳定性。预制片支护则是预先制作好的混凝土或钢筋混凝土片,安装在巷道壁上进行支护。这些常用的巷道支护技术各有特点和适用范围。在实际工程中需要根据巷道的地质条件、尺寸和施工要求进行选择,以确保巷道的安全稳定和工程质量。

2.3技术特点和适用场景的比较分析

钢架支护技术适用于巷道地质条件较好、稳定性要求高的场景,具有承载能力强、安装简便的特点。锚杆支护技术适用于需要增加围岩承载能力的场景,可以提高巷道的稳定性,但对施工要求较高。喷射混凝土支护技术适用于各种巷道地质条件,通过喷射混凝土形成坚固的支护层,可提高围岩的强度和稳定性。预制片支护技术适用于大型巷道或对巷道尺寸和形状要求较高的场景,可以提供均匀的支护力和结构稳定性。不同的巷道支护技术有着各自的优势与适用范围,选择合适的技术应综合考虑巷道的地质条件、尺寸、施工周期等因素,以确保支护效果和工程质量。

3.巷道掘进和支护技术的改进策略和建议

3.1改进策略和创新思路

在煤矿采矿工程中的巷道掘进和支护技术的应用中,存在一些问题和挑战。为了改进现有技术并推动其创新发展,可以采取以下策略和思路:(1)优化设计方案:通过精确的巷道勘探和地质预测,制定巷道掘进和支护的合理设计方案,以适应不同地质条件下的需求。(2)新材料应用:探索使用高强度、高耐腐蚀性的新材料,如复合材料和纤维增强材料,代替传统的支护材料,提高支护结构的稳定性和耐久性。(3)自动化和智能化技术:引入自动化设备和智能监测系统,实现巷道掘进和支护的自动化、智能化管理,减少人工操作,提高施工效率和安全性。(4)环境友好型支护技术:研究开发低能耗、低污染的支护技术,减少资源消耗和环境污染,推动矿山可持续发展。(5)数据共享与协同创新:促进煤矿企业间的数据共享和合作,加强行业内的协同创新,有效整合资源和经验,推动巷道掘进和支护技术的共同进步。通过这些改进策略和创新思路,可以进一步提升巷道掘进和支护技术在煤矿采矿工程中的应用效果,实现更安全、高效的巷道施工。

3.2技术改进的可行性分析

对于巷道掘进和支护技术的改进,可行性分析是至关重要的。需要评估改进技术的技术可行性。这包括对新技术的研究与开发成果进行实验验证,确定其在实际应用中的效果和可行性。需要考虑改进技术的经济可行性。这包括对改进技术的成本与效益进行综合评估,比较其与传统技术的投入产出情况,以确定改进技术在经济上的可行性。此外,还需要考虑改进技术的操作可行性。这包括对改进技术的操作难度、工艺流程等进行评估,确定其是否能够被实际操作人员所接受和掌握。最后还需考虑改进技术的环境可行性。这涉及到对改进技术对环境影响的评估,确保改进技术的使用不会产生过多的环境污染或负面影响。通过综合分析这些可行性因素,可以判断改进技术在实践中的适用性和可行性,为进一步推广和应用提供科学依据。

结束语

通过本文对巷道掘进和支护技术的应用研究,总结并分析了常用技术,提出改进策略和建议。这些研究有助于提高煤矿采矿工程的安全性和效益性。然而,仍需不断探索创新,优化设计方案,引入新材料和智能化技术,推动巷道掘进和支护技术的发展。通过行业共享与协同创新,促进技术进步与经验分享,我们可以达到更优秀的巷道工程质量,并实现煤矿采矿工程的可持续发展。

参考文献

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