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摘要:随着我国采矿事业的不断发展,采矿工程涉及的内容相对较多,流程相对复杂,如地质勘探与资源开采等,对施工安全提出更高要求。煤矿应注重对巷道掘进技术,并结合支护技术,创建相对安全的开采环境,为煤炭等资源运输提供良好的条件。因此,企业应充分掌握巷道掘进技术的应用要点,确定支护技术类型,在此基础上,完善施工方案,提升煤炭等资源开采水平,为资源应用提供支持。
关键词:采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用
引言
对于采矿工程而言,其属于系统性的工程具备的专业性比较系统,同时存在相应的危险性。在采矿工程中,巷道掘进与支护是一项基础性工作,其安全和有效的实施直接影响采矿工程的生产效率和安全生产,因此巷道掘进与支护技术的研究和应用具有重要的意义。故而在实践过程中,相关单位要做好细节的控制工作,要从巷道掘进与支护方面着手,探寻出有效的掘进方式以及支护方案,以保证施工中的各项参数落实到位,减少工程隐患问题出现。
1采矿工程巷道掘进和支护技术概述
煤矿采矿工程中的巷道掘进和支护技术是煤矿开采中的重要环节,直接关系到矿井安全和生产效率。巷道掘进是指在煤矿中开挖的通道,用于运输、通风和排水等作用。而巷道的支护则是为了保障巷道的稳定和安全,防止坍塌和塌方事故的发生。在煤矿巷道掘进中,通常会采用机械化掘进的方式,如使用掘进机、钻爆机等设备进行开挖。同时,还需要根据矿层的地质条件,选择合适的掘进方法和工艺,以确保掘进的顺利进行。在掘进过程中,还需要对巷道进行定期的检查和监测,及时发现问题并进行处理,以保障巷道的安全和畅通。此外,还可以采用注浆、喷浆等技术来加固巷道的围岩,提高其稳定性和安全性。在实际的煤矿采矿工程中,巷道掘进和支护技术的应用既要保证煤矿的安全生产,又要提高煤矿的生产效率。因此,煤矿工程师需要综合考虑地质条件、掘进设备、支护材料和施工工艺等因素,选择最合适的掘进方法和支护技术,并加强对施工质量的监控和管理。
2采矿工程巷道支护分类与材料
2.1临时支护
临时支护是在巷道掘进过程中采用的一种短期支护措施,目的是保证巷道的安全和稳定,以便进行后续的掘进工作,临时支护主要使用的材料包括木材、钢材、钢丝网、石棉水泥板等,根据具体情况选择需要的材料,以确保其满足临时支护的需求。其中,木材是最常用的临时支护材料之一,在采煤工程中,木材支护的优点是价格便宜、易于加工、便于现场加工和调整,可以满足不同形状和尺寸的支护需求。但是木材的缺点也很明显,易受潮、易燃,容易出现翘曲、变形等问题,需要经常维修和更换。
钢材作为临时支护材料,优点是强度高、稳定性好、使用寿命长,钢材的使用方式包括钢支架、钢管支撑、钢带、钢丝绳等,在选择钢材时需要考虑其尺寸、规格和强度等因素,以确保其满足支护的需求,但是钢材价格相对较高,使用成本也较高。其中,钢丝网比较常用,轻便、易于搭建、使用方便、适应性较强,在不同的地质条件和巷道形状中均可使用。使用钢丝网时,工作人员要选择适当的规格和强度,并采用正确的安装方式和固定方法,以确保其满足支护的需求。
2.2永久支护
永久支护是一种长期性的支护措施,一旦完成,就不需要再进行修改或更改。它主要用于保证巷道在长期使用中的安全和稳定,永久支护主要使用的材料有钢筋混凝土、预应力混凝土、锚杆锚索和聚合物材料等。钢筋混凝土是一种常用的永久支护材料,具有强度高、耐久性好等优点;预应力混凝土是一种在施工过程中施加预应力的混凝土,能够提高混凝土的强度和耐久性;锚杆锚索是一种用于加固巷道支护结构的材料,强度高、耐久性好;聚合物材料是一种新型的永久支护材料,质量轻、施工方便。
3采矿工程涉及的巷道支护技术
3.1锚固支护技术
在采矿工程中,巷道掘进环节利用的支护技术类型相对较多,使企业愈加注重支护技术筛选。企业应用频率较高的技术为锚固支护技术。该技术在成本下降与支护稳定性方面具有一定优势,从巷道总体布局着手,借助支护系统,对巷道布局加以优化,提升巷道运行稳定性,保障煤炭等资源开采作业有序开展,增加开采量,提升开采水平,提高企业经济效益。该支护技术主要涉及的支护材料有两种,即锚杆与锚固剂,并应用螺栓等零部件,选用扭矩螺母对巷道内表面实施挤压,保证巷道围岩应力的平衡性,降低围岩裂缝产生概率,有效控制裂缝扩展现象,规避巷道坍塌现象。
3.2通风与降尘技术
通风技术的主要目的是保证矿井内的空气流通与更新,通过有效的排除有害气体和粉尘,维持矿工工作环境的清洁与舒适。通风系统主要包括进风系统和排风系统,进风系统通过合理设置进风巷道和进风井口,保证新鲜风流进入矿井。排风系统则是将污浊空气排出矿外。合理的通风系统能够控制矿井内的温度、湿度、氧气含量及有害气体和粉尘的浓度,保证矿工的健康与安全。除尘技术是为了降低空气中粉尘浓度,防止粉尘对矿工呼吸系统和身体健康的危害。除尘器除尘技术在实际技术运用中,除尘效率可以达到70%~95%,虽然这种除尘技术的效率较高,但是,由于设备自身结构的复杂限制,存在能耗损失严重的问题,所使用的区域也存在局限性。
3.3锚杆支护技术要点
如果巷道永久支护采取的是锚杆支护的结构形式,为了保证施工质量,一方面锚杆抗拉、抗剪等方面的性能合格,在计算与分析环节,确保各个方面的性能达标,还需要利用经验公式,考虑到巷道形式与支护标准,确定最佳锚杆长度、间距等方面的要求。另一方面粉尘对于巷道作业产生的影响也是比较大的,所以需要合理地布置除尘系统,保证内部空间粉尘浓度处于合理的范围内。为了有效地避免出现托板变形而产生严重的事故,需要加厚托板,保证其抗变形性能合格。此外,还需要随时监控锚杆支护结构,了解运行状态,只要是出现问题应该立即整改。
3.4棚式支护技术
在煤炭资源开采之前,为创建相对安全的作业环境,企业会对支护技术加以利用,保障开采作业有序开展。棚式支护技术的应用频率相对较高,可有效提升支护强度,提高支护系统承载力。该施工技术应用,支架搭建时要注重利用金属材料,保证支架强度,实现采矿作业辅助目标,提高生产作业的安全性。同时,随着开采流程的推进,开采范围逐渐扩大,可借助该支护技术维持通道高度,以免通道高度产生变化。然而,该技术应用过程中,若开采面积较大,会对技术应用效果造成影响,使周围地势产生变化,提升作业风险。
3.5砌碹支护技术
砌碹支护技术是指在巷道侧壁设置砖石墙体,形成墙体支撑结构,以增强巷道围岩的稳定性,该技术适用于坚硬围岩和小断面巷道的支护,具有支护效果好、施工周期短的优点。在砌碹支护技术的施工中,工作人员需要注意墙体的垂直度和水平度,以确保支护结构的稳定和安全。
结语
综上所述,影响采矿工程巷道掘进与支护的因素主要包括地质条件、采矿方法、巷道断面形状、巷道长度等。在巷道掘进与支护技术实践方法的实际应用中,需要根据具体的巷道工程特点,综合考虑影响因素,制定科学合理的巷道掘进与支护技术方案,并严格按照技术要求进行施工和质量控制,提高工程巷道掘进与支护生产效率,为我国的煤炭事业发展奠定牢固的基础。
参考文献
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