朱淑雷

【摘 要】采礦工程作業(yè)中巷道掘進(jìn)面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，合理選擇想到掘進(jìn)工藝與支護(hù)技術(shù)是保證采礦工程順利實(shí)施的關(guān)鍵所在。下面文章主要對(duì)采礦工程巷道掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)探討。

【關(guān)鍵詞】采礦工程；巷道掘進(jìn)；支護(hù)技術(shù)；巷道支護(hù)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度不斷加快，人們的日常生活以及工業(yè)的生產(chǎn)方面，對(duì)煤炭資源的需求量越來(lái)越高，采礦開(kāi)采單位為了有效提高采礦資源的開(kāi)采效率，需要對(duì)采礦開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中對(duì)各種不同類型的地質(zhì)條件進(jìn)行掘進(jìn)和開(kāi)發(fā)。在采礦巷道的掘進(jìn)施工當(dāng)中，很多先進(jìn)的掘進(jìn)技術(shù)被運(yùn)用其中。但是實(shí)際的工作效果仍然存在一定的問(wèn)題。在保證經(jīng)濟(jì)成本投入合理的情況下，需要對(duì)巖石巷道進(jìn)行高效化的掘進(jìn)和開(kāi)采，保證巖石巷道掘進(jìn)技術(shù)發(fā)揮出最大的效能，為煤炭企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供推動(dòng)力。

一、采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)分析

1.1掘錨融合化掘進(jìn)工藝

為了在采礦巷道建設(shè)中的掘進(jìn)施工能夠更加快捷化和安全性，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)掘錨機(jī)構(gòu)掘錨融合型的掘進(jìn)工藝展開(kāi)系統(tǒng)化的分析，這樣就能使得錨桿支護(hù)工藝技術(shù)能夠更好地滿足當(dāng)前采礦生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需要。為了確保掘錨裝備實(shí)現(xiàn)高功效和高負(fù)荷的采礦作業(yè)要求，應(yīng)該對(duì)達(dá)到懸臂型掘進(jìn)裝備進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，對(duì)連續(xù)型采煤機(jī)械操作技術(shù)持續(xù)完善。這種掘錨施工裝置將支護(hù)過(guò)程和掘進(jìn)過(guò)程兩項(xiàng)工作內(nèi)容有機(jī)地融合在一起，使得支護(hù)裝備和掘進(jìn)裝備兩者的調(diào)換時(shí)間縮短了，在采礦生產(chǎn)企業(yè)同一臺(tái)施工裝備將實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)作業(yè)，就是支護(hù)和掘進(jìn)作業(yè)過(guò)程。當(dāng)前時(shí)期，采礦生產(chǎn)中應(yīng)用的掘錨裝置的結(jié)構(gòu)模式主要有兩種，第一種是懸臂型掘進(jìn)機(jī)，掘錨機(jī)組是機(jī)載錨桿式。第二種是基礎(chǔ)型的掘錨裝置，主要是可以連續(xù)型的采錨機(jī)來(lái)頂替。

1.2鉆爆法掘進(jìn)技術(shù)

鉆爆掘進(jìn)技術(shù)，使用的是風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)和裝巖機(jī)來(lái)進(jìn)行掘進(jìn)操作，在裝運(yùn)和開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中使用的是兩種配套掘進(jìn)方法。這種掘進(jìn)方法采用的是重型側(cè)卸式裝卸機(jī)和裝巖機(jī)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)載，在運(yùn)輸過(guò)程當(dāng)中通過(guò)礦車(chē)和膠帶輸送機(jī)來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸，該掘進(jìn)方式在我國(guó)一些大型的采礦巖石巷道當(dāng)中的使用較多，盡管具有較強(qiáng)的靈活性以及適應(yīng)性，但是在實(shí)際的工作過(guò)程當(dāng)中，由于施工操作人員的工作強(qiáng)度較大，并且會(huì)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，在運(yùn)輸和掘進(jìn)過(guò)程當(dāng)中，整個(gè)操作流程比較復(fù)雜，需要多方面的輔助工作來(lái)加以保障，所以說(shuō)當(dāng)前只有30%左右的采礦開(kāi)采企業(yè)使用這種掘進(jìn)方式[1]。

1.3 U型鋼支護(hù)技術(shù)

掘進(jìn)過(guò)程中的巷道受高應(yīng)力影響發(fā)生變形，通過(guò)加裝金屬支架抵抗高應(yīng)力的影響，U型鋼技術(shù)要求金屬支架具有很強(qiáng)的伸縮性，隨時(shí)抵抗高應(yīng)力的影響，充分發(fā)揮支護(hù)作用，在圍巖發(fā)生變形后可以起到很好的支護(hù)作用，但無(wú)法圍巖變形前提前支護(hù)。

二、存在的問(wèn)題

2.1掘進(jìn)施工工藝不合理

我國(guó)采礦行業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中，積累了大量的采礦巷道掘進(jìn)施工的經(jīng)驗(yàn)，鉆爆法是目前主要的掘進(jìn)方法，效率較低，對(duì)巖體的影響也較大。巷道支護(hù)主要采用錨噴支護(hù)的方法，支護(hù)雖然有效單施工質(zhì)量較低。在采用鉆爆法進(jìn)行巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，如果藥量沒(méi)有合理控制，或位置不當(dāng)，往往會(huì)早晨巷道的支護(hù)效果大大降低，而這也正是鉆爆法應(yīng)用的難點(diǎn)。

2.2巷道圍巖強(qiáng)度因素

巷道的穩(wěn)定性與圍巖強(qiáng)度息息相關(guān)，為了可以形成對(duì)巷道的良好支護(hù)和支撐，需要經(jīng)過(guò)勘察并結(jié)合圍巖強(qiáng)度進(jìn)行支護(hù)技術(shù)的合理采用。如果圍巖強(qiáng)度可以在錨桿支撐下，實(shí)現(xiàn)了自身強(qiáng)度的提高，那么可以進(jìn)一步加大保護(hù)支撐力。圍巖勘察的過(guò)程中，主要針對(duì)地質(zhì)應(yīng)力的承載能力進(jìn)行了解和分析。承載能力的高低與頂板位移的大小有著直接關(guān)系，承載性能強(qiáng)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)應(yīng)力增加的情況下，會(huì)降低頂板位移的大小，發(fā)揮相應(yīng)的保護(hù)和支撐效應(yīng)。所以，采礦項(xiàng)目中的巷道掘進(jìn)施工中，需要關(guān)注圍巖強(qiáng)度提高支護(hù)有效性和掘進(jìn)安全性[2]。

2.3采礦井下地質(zhì)環(huán)境的影響

巷道圍巖的構(gòu)造同樣可以影響支護(hù)的穩(wěn)固性。當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況很好時(shí)，可以減少支架的數(shù)量，同時(shí)可以在很大程度上提高采煤的速度。對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜巷道，要增加支架的數(shù)量，雖然降低了采煤速度，但是保障了工人的安全。由于井下支護(hù)不力或者井下圍巖條件較差會(huì)導(dǎo)致發(fā)生頂板塌方，我國(guó)每年由于由此引發(fā)的事故占采礦事故的80%左右。

三、采礦井下巷道掘進(jìn)中支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

3.1確定巖石性質(zhì)做好施工準(zhǔn)備

在采礦井下巷道掘進(jìn)中，施工人員必須先確定巖石性質(zhì)，對(duì)巖石性質(zhì)進(jìn)行分析與研究，對(duì)支護(hù)方案進(jìn)行改進(jìn)與完善。施工方應(yīng)與勘測(cè)方建立合作關(guān)系，由勘測(cè)企業(yè)對(duì)該區(qū)域巖石性質(zhì)、成分、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行深入而細(xì)致的探測(cè)，并得出相應(yīng)的巖石性質(zhì)調(diào)查報(bào)告。施工人員需根據(jù)巖石性質(zhì)調(diào)查報(bào)告來(lái)選擇合適的支護(hù)方案，并對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行規(guī)避，從而為巷道掘進(jìn)支護(hù)保駕護(hù)航。施工者必須依照巷道實(shí)況選用巷道支護(hù)技術(shù)，提升支護(hù)結(jié)構(gòu)承載性能，這樣才可滿足具體的支護(hù)要求。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需親身到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘測(cè)，獲取有價(jià)值的信息，而后編寫(xiě)巷道掘進(jìn)施工設(shè)計(jì)方案，明確支護(hù)技術(shù)與支護(hù)結(jié)構(gòu)。無(wú)論何種支護(hù)，都要確保巷道表面光滑、平整，且選擇光面爆破，將錨噴作為重要輔助技術(shù)。

3.2選擇合理的支護(hù)形式

根據(jù)圍巖和支護(hù)工作的關(guān)系不同，煤礦巷道支護(hù)形式也有所不同，作用力和作用方向都是支護(hù)工作對(duì)圍巖的影響因素。在進(jìn)行頂板支護(hù)的設(shè)計(jì)之前，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員充分的了解礦井內(nèi)部的地質(zhì)條件，選擇科學(xué)合理的支護(hù)設(shè)計(jì)方案，避免由于設(shè)計(jì)問(wèn)題造成支護(hù)架失效。根據(jù)頂板的實(shí)際情況進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一般建議采用多元支護(hù)技術(shù)進(jìn)行巷道支護(hù)。對(duì)于較為平整的巷道頂板，可以采用永久支護(hù)，保障支護(hù)穩(wěn)定性，降低破碎程度；而對(duì)于較為破碎的巷道或軟巖巷道，則需在超前支護(hù)穩(wěn)定后進(jìn)一步實(shí)施永久支護(hù)，提高穩(wěn)定性，確保作業(yè)安全[3]。

3.3加強(qiáng)巷道頂板的承載能力

進(jìn)行巷道掘進(jìn)施工時(shí)需要做好準(zhǔn)備工作，主要包括2個(gè)方面，第一是根據(jù)相關(guān)資料確定適宜的支護(hù)方式并制定安全技術(shù)措施；第二是合理選擇支護(hù)材料并根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)格遵循作業(yè)規(guī)程。在這一過(guò)程中，要根據(jù)圍巖應(yīng)力及支撐壓力的分布來(lái)確定巷道開(kāi)挖的合理時(shí)間及位置。進(jìn)行巷道挖掘時(shí)，當(dāng)側(cè)向的頂板停止運(yùn)動(dòng)，老頂觸矸之后，結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定，繼續(xù)開(kāi)挖不會(huì)對(duì)其造成影響。一般來(lái)說(shuō)，在工作面后面50m左右的方向上，頂板的側(cè)向支撐壓力會(huì)在60天之后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，那么巷道挖掘的時(shí)候沿空掘巷的時(shí)間要大于60天。還有另外一種技術(shù)，是要準(zhǔn)確掌握巷道開(kāi)掘的具體位置，如果把大煤柱及有煤柱互巷的位置作為掘巷點(diǎn)，那么巷道對(duì)圍巖的壓力就比較大，造成維護(hù)不方便。那如果在沿空掘巷留有小煤柱的位置進(jìn)行掘巷，就會(huì)使高側(cè)向壓力的煤側(cè)因壓力過(guò)大而嚴(yán)重變形，或者使得煤柱破碎以致無(wú)法維護(hù)巷道。若選擇完全沿空掘巷的位置開(kāi)掘，圍壓壓力少便于維護(hù)，是比較好的掘進(jìn)方案，但是應(yīng)該防止有毒有害氣體的溢入。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上述所，采礦進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，在極大程度上受到井下復(fù)雜地質(zhì)條件的影響，這些復(fù)雜的地質(zhì)條件，比如斷層和褶皺等很容易使圍巖彎曲變形，進(jìn)行礦井的深部巷道挖掘時(shí)，傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)存在很多缺點(diǎn)和不足，使得支護(hù)無(wú)法滿足實(shí)際需求，因此要進(jìn)一步研究新的、適合當(dāng)前實(shí)際情況的新型支護(hù)技術(shù)。另外，采礦在選擇支護(hù)方式時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)自身圍巖的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行，保證采礦工程巷道掘進(jìn)安全。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙鳳巖.煤礦巷道掘進(jìn)施工與支護(hù)技術(shù)[J].能源與節(jié)能，2017（12）.

[2]陳江平.關(guān)于煤礦巷道掘進(jìn)施工與支護(hù)技術(shù)的探討[J].科技與企業(yè)，2015（14）.

[3]魏永福，李震.煤礦巷道掘進(jìn)施工的影響因素及關(guān)鍵技術(shù)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（32）.