采矿过程中的巷道掘进及支护分析

采矿过程中的巷道掘进及支护分析

吴建平徐延帅孙世龙

1.山东新陶阳矿业有限责任公司2.身份证号码370983198710212471 3.泰安市广联建材有限公司

摘要：煤矿地质条件复杂，在巷道掘进过程中，支护效率与技术影响掘进速度与安全性。现今，巷道掘进技术的应用对巷道支护技术提出更高要求，因此巷道支护需要优化施工方案，结合巷道掘进技术与周围岩土层结构特点，提高巷道支护方案的科学性与先进性，保障支护质量和巷道安全，为煤矿开采提供安全保障。

关键词：采矿过程；巷道掘进；支护技术

1 采矿工程巷道掘进和支护概述

在采矿进程中，需综合所选掘进、支护技术，引入适宜器械设备，搭建工程体系，以此来稳步推进采矿工作；在完成阶段性掘进后，需进行支护，以此来保障巷道地质稳定、安全，但在实际采矿工程中，却会面临各个方面的影响因素，主要涉及以下内容：①巷道围岩强度。围岩强度一定程度上决定着巷道安全，因此需在各个阶段加强对围岩监测，并以对应技术来提升围岩强度。②地质环境。地质应力荷载水平高低关系着顶板位移，需对地下、地表地质状况展开综合勘测，综合矿区状况，因地制宜地制定解决对策。③地应力。地应力变化关系到岩体位移情况，并会影响支护工具正常使用，需提前都好勘察工作，制定针对性地解决对策，确保工程稳定展开。

2 影响巷道掘进速度的各类因素

巷道结构的稳定性与岩石的硬度密切相关，具体而言，围岩的硬度直接决定了支撑结构所承受的压力大小。当围岩的负载能力增强，其所承受的地表压力也会相应增大。在这种情况下，通过减小顶板面积的位移程度，可以有效提升支护结构的有效性。此外，地质条件同样对巷道掘进速度产生重要影响。在实际的采矿工程实施过程中，巷道的掘进效率直接受到土壤地质条件的制约。地质条件相对稳定，但在开挖过程中，一旦遭遇岩石硬度突然增加或地下水位急剧上升等异常情况，巷道的挖掘工作将面临巨大阻力。面对这些挑战，工作人员不仅需采取必要的安全保障措施，防止潜在的安全事故，还应在开始巷道挖掘之前，对本地区的地质条件进行详尽勘探。这有助于提前识别潜在的风险点，并针对性地调整掘进方案，从而确保巷道掘进工作的质量和安全。

3 采矿工程巷道掘进及支护技术的运用

3.1 选择适合的掘进方法

采掘施工前，为了提高整个工程的施工效率，工作人员要事先分析好山体的特点，结合分析资料，选择合适的掘进方式。目前国内最常见的掘进方式是挖锚一体化掘进方式和大面积连续开采方式，只有在一些特殊情况下采用综合机械化掘进方式，不同地质环境使用的掘进方式差异严重，不同方式发挥的作用也不一样，等到相关工作人员勘查完施工环境后，再根据实际情况选择相应的掘进方式。作为传统掘进方式的优化版本，掘锚整合法是与掘进机直接挂钩的一种全新的掘进方式，在日常施工中工作人员可以借助它来辅助工作，从而保证日常施工的效率；由于各种挖掘设备需要在日常施工中应用大面积连续掘进方式，因此在进行大面积作业时，应对掘进速度进行合理控制，必要时可采用间断输送方式施工，以确保掘进效率达到预期标准；在通风设备、掘进机等大量机械设备的合理配置上，综合机械化掘进方法也应该大量应用，使各种设备形成完整的掘进系统，工作人员能够根据不同的环境选择相应的掘进机型号，从而使机械的掘进效率得到有效的提高。

3.2 混凝土支护技术

在煤矿开采工作中，由于受到多方面因素的影响，会出现不同程度的灾害。如果煤炭采矿工程中的支护技术应用不当，可能会出现巷道变形问题，甚至导致巷道发生坍塌，对煤矿开采工作产生严重影响。因此，需要根据实际情况采取措施，对煤炭采矿工程中的支护技术进行优化，提高巷道掘进质量。在对煤炭采矿工程中的支护技术进行优化时，可以采用混凝土支护技术。混凝土支护技术主要是通过利用钢筋网与混凝土进行支护处理，达到提高煤炭采矿工程中巷道掘进质量的目的。混凝土支护技术主要包括对锚杆进行预紧和对锚索进行张拉、锚固以及注浆等。通过混凝土支护技术的应用能够有效提高煤矿开采工作的安全性。

3.3 排放瓦斯

相关管理人员应结合采掘工程巷道掘进施工实际，选用相应的瓦斯排放方式，加强日常管理，避免安全事故的发生，提高对瓦斯排放工作的重视程度。同时，组织具有较强专业素养的职工开展排放气工作，及时发现问题，并针对问题提出有效的解决措施，避免影响采掘工程巷道的安全，以保证采掘工程巷道掘进的通风性。同时，确保施工人员已经将瓦斯全部排除，并检查瓦斯浓度能降到预期标准，避免其超过标准值。如果瓦斯浓度过高，严重超出行业极限值，相关人员要立即下达停止作业指令，要求全体工作人员利用专业设备离开施工现场，直至恢复正常浓度后方可继续施工作业。

3.4 锚索支护技术

在采矿工程中，由于地下岩石的复杂性和不确定性，巷道掘进过程中往往会遇到各种挑战，如岩石破碎、顶板不稳定等。这些问题如果不得到及时解决，不仅会影响采矿工程的进度，还可能引发安全事故。因此，采用一种稳定、可靠的支护技术至关重要。锚索支护技术作为一种高效的支护方式，在采矿工程中得到了广泛应用。该技术主要利用锚索进行连接和固定，能够有效地将岩石表面和内部连接起来，形成一个稳固的支护体系。通过锚索支护技术的应用，可以大大提高巷道的稳定性，减少顶板移动等问题，从而保障采矿工程的安全进行。

锚索支护技术相比传统的支护方式具有诸多优势。首先，锚索支护技术具有较高的稳定性。通过锚索的连接和固定作用，可以有效地将岩石表面和内部连接起来，形成一个稳固的支护体系，大大提高巷道的稳定性。其次，锚索支护技术使用便利，对使用人员的能力要求并不高，可以在较短的时间内完成支护工作，提高采矿工程的效率。此外，锚索支护技术还可以降低人力资源投入，减少人工成本，进一步提高采矿工程的经济效益。在实际应用中，锚索支护技术还需要结合具体的工程条件和岩石特性进行选择和设计。例如，在选择锚索材料时，需要考虑到岩石的强度和应力特性，以确保锚索具有足够的承载能力和耐久性。此外，在锚索支护施工过程中，还需要严格遵守施工规范和安全操作规程，确保支护效果的稳定性和可靠性。

3.5 刚性支架支护技术

采矿工程的支护施工作业项目相对较为复杂多样，在施工期间须借助多样化的支护措施提升整个结构的稳定性。刚性支架支护技术主要是依托整个结构的力学性能，实现对围岩的高效控制。在现场支护过程中，可利用型钢支护技术，结合钢筋材料良好的理化特性满足管控需求。型钢支护技术主要是利用矿用工字钢以及Ｕ型钢，在井下顶板破碎区域、地质构造带采用“锚网支护＋刚性支架”的复合支护形式，既保证支护强度，又实现对工作面在复杂地形环境中的有效控制，使巷道结构的稳定性得到提升。刚性支护技术主要是通过结合钢材的抗拉性能以及抗压、抗剪性能，提升整个巷道结构的综合承载性能，从而有效应对地形结构变化以及地应力带来的负面影响。

4 结束语

煤矿巷道掘进及高效支护技术要点在于了解施工现场、明确施工区域的地质结构与地下水位高度等信息，提高巷道掘进施工方案的科学性，而且边掘进、边支护具有良好效果。为了保障支护质量，还需要根据情况设计支护方案，明确支护施工作业流程与重点区域，定期对支护结构质量开展检查与维护。

参考文献：

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[3]于锋. 探析采矿工程巷道掘进和支护应用 [J]. 科学技术创新, 2018, (19): 176-177.