采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

采矿工程巷道掘进和支护技术的应用摘要：煤炭是我国工业生产的重要能源资源，在煤矿开采过程中，巷道掘进和支护技术的应用十分频繁，做好相关工作可以更好的保证煤矿生产安全性，减少各类事故发生率。本文，将主要针对采矿工程巷道掘进和支护技术的应用问题进行分析和探究。关键词：采矿工程；巷道掘进；支护引言在实际煤矿开采过程中，巷道掘进工作难度较大.为了保证开采的安全性，保证开采效率，在进行巷道掘进过程中，要结合地质、设备以及施工工艺等诸多因素，防止产生巷道围岩位移变形的现象，本文将对井下巷道掘进支护技术存在的问题进行分析。1巷道掘进支护技术存在的主要问题从该巷道的支护情况来看，巷道设计采用的是“两掘一喷”的支护方式，巷道设计的断面为直墙半圆拱形断面，从现场施工情况来看，巷道支护存在的问题较为明显。主要表现在四个方面：首先，在爆破之后，设计采用的打锚杆后进行挂网再进行喷浆，由于巷道整体的轮廓平整度不够，导致锚杆整体的施工难度相对较大，在施工中出现了较为明显的金属网、托盘等不能与岩石面有效紧贴的问题，锚杆受力面积、预紧力等相对于设计需求有差距，影响到锚杆整体的支护效果，在喷浆之后，也形成了较为明显的片帮离层的问题。其次，在对巷道进行爆破之后，锚杆完成支护之后，技术人员在进行喷浆封闭，由于需要成型，消耗的混凝土的数量相对较多，导致整个施工整体的成本相对较大。由于施工工艺设计采用的是“两掘一喷”的方式，在具体施工时，三个班组完成一个循环，掘进支护的班组是两个，喷浆的班组是一个，这就导致单进水平整体不高，掘进的速度相对较慢，再加上传统的支护方式与工艺，对整个巷道的单进速度、支护稳定性等方面有着直接的影响。从现场的情况来看，巷道在掘进支护之后，巷道整体的稳定性偏差，整体出现了较为严重的变形问题，特别是在喷浆层出现了明显的外鼓离层问题，在部分地段也出现了坍塌的情况。2采矿工程巷道掘进和支护技术的应用2.1选择使用掘锚一体机掘进支护从当前煤矿井下掘进支护来看，掘锚一体机的使用较好地提升了掘进支护效果。在具体使用的过程中，为了更好地提升掘进支护效果，需要对掘锚一体机支护工艺进行一定的优化和提升。从掘锚一体机在煤矿掘进中的优势来看，首先是锚杆机构在支护时，选择使用的是遥控支护方式，技术人员在施工过程中，一直处于永久支护条件下，整体的安全性相对较大，在具体操作时，选择使用的是液压锚杆钻机，每次钻进的深度相对较深，钻进的效率相对较高，特别是钻壁在使用的过程中，不论是纵向还是横向均可以实现旋转调速的效果，可以在装备不移动的情况下，实现对两帮、顶板的高效率施工，施工定位也非常准确，对孔施工速度也较快，可以实现复合动作操作。其次，从具体的支护作业来看，锚杆支护结构可以延伸到截割头的前方，有助于实现对顶板和迎头的保护，在截割施工时，锚杆支护装置可以退到截割头的后方。采用这种支护作业的方式，对于后方的截割施工、装载施工不会有干扰问题。此外，从掘锚一体机在当前煤矿掘进中的使用来看，关键部件故障率相对较低，可靠性相对较强，整个机器较为紧凑，重心布局较为合理，因此，在具体工作的过程中，稳定性相对较好，特别是对于有爬坡的情况时，整体有着较强的爬坡能力，在一些硬度相对较大的位置，整体的破岩能力相对较强。从掘锚一体机在掘进支护中的应用来看，主要包含割煤、运输和支护三大工序，这三个工序均会对掘进施工带来较大的影响。2.2落实好预留煤柱工作在巷道支护中预留煤柱支护技术的应用十分频繁，该项支护技术的主要应用原理在于都将巷道上下煤柱适当预留，以减轻巷道的支撑压力。在具体应用时，许多对煤矿巷道环境进行勘察，因为其并非是任何巷道都可以运用的，一般来说，在上区段为运输平巷，下区段为回风平巷的巷道运用该项技术可以取得不错的效果，能够有效提升巷道的稳定性，并保证通风顺畅，但是在其他类型巷道则不适合应用该项技术。当然，该项支护技术的应用也并非是毫无缺点的，首先该技术对于成本要求比较高，其次该项技术在应用时所涉及到的技术工艺复杂，如果技术人员综合能力差，也会影响技术效果发挥。所以说，要重点解决相关问题，保证技术的有效应用。2.3锚杆支护技术锚杆支护技术在煤矿井下巷道掘进开采中经常使用，更加适用于软岩巷道中。通过该技术能够对巷道结构进行改善，从而提高了煤炭的产量。锚杆支护技术采用锚杆托班、锚固剂等实现支护。在锚杆支护技术中，锚杆是主要的部分。在实际施工时，工作人员要使用扭矩螺母使得巷道表面和锚杆托班进行挤压，进而改善围岩的应力状态，避免围岩裂开。煤矿井下巷道掘进和支护前，施工人员要掌握软岩的基本性质，进一步对支护技术进行改善和优化，使得技术应用更加容易。采用该项技术能够提高巷道掘进量，维持巷道安全。在实际工作当中，要明确巷道相关参数，然而因为巷道参数是不断变化的，施工人员要对巷道变化的情况给与密切的关注，整体提高巷道掘进和支护质量。2.4落实好型钢支护采矿工程中也会应用型钢支护法，比较常用的型钢为工字钢和U型钢，多用于对椭圆形、圆形以及半圆形巷道的支护，其可以防止复杂地形掘进工作面偏移的现象发生，更好的维护巷道稳定性。型钢支护的优势表现在可以借助型钢自身的比较强的抗拉、抗压以及抗剪能力等，使得巷道内纵向截面的承载能力，掘进阻力因此大幅度降低，地形变化对巷道掘进所产生的影响和干扰降低。在型钢支护过程中，还应当认识到型钢断面结构参数容易受到多种因素的影响和干扰，如抗弯截面模量就是一大因素。因此，在选择矿用型钢支护的时候，还应当注意科学合理的选择支护型钢的几何形状，否则的话支护效果可能也无法达到预期要求。2.5选择使用吊环式前探梁支护和吊链式前探梁支护方式对于吊环式前探梁支护方式，应当选择使用11号工字钢进行制作，长度应当控制在3m以上，选择使用吊环固定。在具体布置时，应当布置在巷道中线位置，在前探梁进行固定时，固定点数应当超过2个。吊环的强度需要达到前探梁的强度，在吊环的位置预留出40〜100mm的丝扣，从而更好地提升吊环的稳定性。同时可以选择使用吊链式前探梁支护方式，主要使用的是三根吊挂前探梁作为临时支护方式，选择使用n型钢作为前探梁，长度应当超过3.5m,选择使用吊环进行固定。在施工过程中，前探梁和迎头之间的距离应当控制在0.3m范围内。此外，在施工之前，应当按照要求进行敲帮问顶施工，对于周围的碎石也应当及时做到清理，清理完成之后再进行前梁的移动。结语综上分析，掘进支护是当前煤矿井下重要的支护内容，从当前巷道掘进支护的实际情况来看，整体的支护效果已经相对于先前有了提升，但是随着巷道埋深的增加，掘进支护在很多方面表现出了较大的不足，全面提升支护实效已经成了当前巷道掘进工作需要重点破解的难题。因此，煤矿企业应当充分认识到做好掘进支护的重要性，切实从巷道所处的地质情况出发，全面提升掘进支护的复合型，更好保证掘进支护质量。参考文献李公安，胡安全.采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J].探索科学，2019(02):142.