浅析煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用

浅析煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用

谢德泰

370883199003120411

摘要：当今，随着我国经济的加快发展，煤炭是世界上最重要的能源资源之一，在工业和能源生产中具有不言而喻的重要性，但是在煤矿开采巷道掘进的过程中，往往会受到多种不利因素的影响。因此，进行巷道掘进支护技术的应用研究，对于保障采矿工作的安全高效具有十分重要的现实意义。

关键词：煤矿采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用

引言

随着我国煤炭资源开发的深入，煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术面临着越来越多的挑战，如地质条件复杂、围岩变形大、地应力高、瓦斯危险、粉尘污染等。这些问题不仅增加了巷道掘进和支护的难度和成本，也对煤矿生产安全构成了威胁。因此，研究煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用情况和改进方向，对于提高煤炭采矿工程的技术水平和经济效益，保障煤炭资源的可持续开发利用，具有重要意义。

1巷道掘进和支护技术现状

巷道掘进和支护技术是当代隧道工程中不可或缺的一部分，在新时代背景下快速发展和广泛应用，为巷道掘进提供了技术支持。巷道掘进技术主要是借助液压挖掘机和掘进机，结合诸如钻爆法、手工掘进等实施巷道挖掘。液压掘进机是一类常见的设备，能够在地下掘进巷道，同时也能在掘进过程中给予巷道支撑，提高巷道结构稳定性。液压掘进机具备快速、高效的优势，能够减少对周边环境的干扰。此外，巷道掘进机能适应不同土质环境条件，在软土、砂岩以及硬石块等区域均能发挥显著功效。而在巷道工程中，实现对巷道实时、高效的支护管控必不可少。在不同地质条件开展巷道施工，需要选用不同的支护方法，工程师和技术人员可借助常规的钢拱架、锚喷、聚合物材料等，增强稳定性，提升支护质量和效率。在巷道掘进施工过程中，支护结构也应当能够承载较大的地下水压力，同时能够应对地震以及自然灾害影响。随着技术不断革新，巷道工程更加高效稳定，部分新型的液压掘进机结合了导航监测系统，施工精度得到有效提升，保证施工作业更加安全、稳定、可靠，同时有效减少施工成本。随着材料和技术不断创新，比如融合纳米材料以及低热耦合技术，使巷道工程的施工品质和效率上升到一个全新高度。

2煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用

2.1地质预测与控制

地质条件的复杂性是煤矿巷道施工面临的首要问题之一，地质预测与控制是解决这一问题的重要手段。首先，地质勘察是地质预测与控制的基础。通过地质勘察，可以对巷道所在地区的地层结构、地质构造和地质力学性质等进行全面了解，获得地质数据。现代技术手段如地质雷达、地震探测和钻孔取样等，能够辅助勘察，提高勘察精度。其次，地质预测的目的在于提前发现地质灾害风险，以便及时采取措施。例如，在巷道掘进过程中，地层变形、岩层断裂、煤与瓦斯突出等地质灾害可能威胁施工安全。通过地质预测，可以对这些地质灾害进行定性和定量评估，识别其可能发生的位置和程度。根据地质预测结果，选择合适的控制措施确保巷道掘进安全。岩爆预防和支护是针对地层变形和岩层断裂等地质灾害。采取钻孔支护、锚杆支护和网片支护等措施，可以增强巷道围岩的稳定性。对于煤与瓦斯突出问题，瓦斯抽放是常用的解决办法，通过有效抽放瓦斯，减少瓦斯积聚，预防瓦斯爆炸。除了对地质灾害的预防控制，地质预测与控制还涉及巷道掘进工艺的优化。根据地质条件，合理选择巷道的掘进方向和方法，减少或避免对地质的不利影响。例如，在特殊的地质条件下，采取横向掘进或纵向掘进，可以更好应对地质条件的复杂性。

2.2锚杆支护技术

在煤矿巷道掘进中，选择适当的支护技术至关重要，而具有经济性和适用性强特点的锚杆支护技术通常是一种经济且效果显著的选择。锚杆是一种坚固的材料，可以有效地支撑巷道的岩壁，减轻开采带来的应力和变形。由于锚杆的成本相对较低，所以在煤矿中得到了广泛的应用，特别是在巷道的初期支护和维护中，使用锚杆可以降低工程成本，提高经济效益。此外，锚杆支护技术在修复和防护巷道方面发挥了关键作用。煤矿巷道在长期的开采过程中可能会出现各种问题，如岩壁的位移、开裂或破损。在这种情况下，锚杆支护技术可以被用来修复受损的巷道结构，通过加强对巷道岩壁的支撑防止进一步的破坏，从而延长巷道的使用寿命。

2.3结合巷道情况合理设计支护方案

支护方案是煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术应用的核心，也是保证巷道稳定性和耐久性的重要因素。设计支护方案的目的是根据巷道情况及地质特征，选择合适的支护和掘进方式，提升工程质量，降低安全风险。在设计支护方案时，应充分考虑实际工程需要，选择临时性支护、永久性支护、预注浆支护等，增强支护设计的实际效果。在临时性的矿洞掘进施工时，为防止巷道内出现顶板塌陷、断面破碎等情况，要做好临时支护工作，使用预制钢支架或结构简单的钢结构支护，提升施工过程的安全性。而在巷道掘进完成后，要做好永久性支护设计工作，可以使用混凝土结构或钢结构的支护技术，或通过混合使用，借助混凝土结构的承压能力，提升整体支护的稳定性，保证支护技术的应用水平。此外，巷道在长时间使用过程中，很容易出现支护变形、地质情况变化等问题，影响采矿的安全性。在这种情况下，要使用预注浆支护，一旦巷道内围岩出现裂缝或者受到破坏，就通过注入胶结材料巩固围岩，提升巷道整体的承压能力。

2.3做好瓦斯排放工作

控制瓦斯浓度在安全范围内至关重要。具有易燃性和爆炸性的高浓度瓦斯是矿山井下的潜在危险因素之一，为了确保巷道内的瓦斯浓度不超出安全限值，煤矿企业需要采用气体检测仪器来监测瓦斯浓度，并定期进行检查，一旦瓦斯浓度超出安全限值，必须立即采取措施停工并启动瓦斯抽放系统，直至瓦斯浓度降低至安全水平。采取有效方式抽放瓦斯是确保矿山安全的关键。通常，瓦斯抽放系统会使用抽风机或抽放钻孔来收集和排放瓦斯。抽放钻孔通常会钻入到煤层中以直接抽取瓦斯，而抽风机则可以通过通风系统将瓦斯抽入到排放设施中，进而排放到安全位置。由于这些系统需要经过精心设计和维护才能确保稳定和高效运行，所以矿山企业需要定期检查和维护这些设备，以确保性能良好并随时准备好应对瓦斯泄漏的情况。

2.4做好通风防尘工作

防止粉尘和有害气体的产生是关键。在煤矿巷道掘进过程中，通常会伴随着大量煤炭剥落和破碎，从而导致粉尘的产生。同时，矿井中常常存在着有毒有害气体，如一氧化碳（CO）二氧化硫（SO2）等。这些粉尘和气体对矿工的健康构成了极大威胁，因此需要采取一系列的措施，如设计合理的工程、使用粉尘防治技术和气体监测设备，以减少或控制粉尘和气体的产生。使用通风装置也是维护安全环境的有效手段。通风系统通常包括风机、通风管道、风堵等设备，需要根据巷道的尺寸和形状进行合理的设计和布置。通过维持巷道内的空气循环，可有效降低粉尘和有害气体的浓度。

结语

总而言之，为确保煤矿巷道掘进安全、高效和可持续发展，需要多方面协调和合作。煤矿应加大科技投入，推动巷道掘进和支护技术创新，积极引入智能化应用，提高生产效率和安全性。同时，煤矿巷道掘进人员应不断加强学习培训，提高安全意识和技能，做到严格按规程操作，自觉遵守安全制度。

参考文献

[1]王大伟.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J].自动化应用，2023，64（8）：135-137，140.

[2]王帅.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J].内蒙古煤炭经济，2022（14）：124-126.

[3]惠凡光.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用探析[J].价值工程，2022，41（11）：122-124.

[4]郭志林.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J].矿业装备，2022（2）：66-67.

[5]武润生.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用探析[J].矿业装备，2022（2）：166-167.