煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

王永志

浙江鲁创矿业管理有限公司  甘肃省庆阳市  745306

摘要：众所周知，中国的煤炭资源比较丰富，并且分布较为广泛。自进入21世纪以来，煤炭资源被充分开采和利用。煤矿企业在开采的过程中既要关注煤矿的生产效率和质量，又要注重煤炭开采环境的安全性、可靠性和稳定性。随着社会的进步，人们逐渐意识到煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的重要性，它不仅会影响煤矿工作面的掘进效率，还决定着巷道掘进的安全性。在科技的推动下，煤矿企业越来越意识到先进的巷道掘进支护技术可以有效解决很多问题，并且使得煤矿的采掘效率和采掘安全性得到大幅度的提升，为施工人员的安全提供有效的保障。本文将主要介绍煤矿采矿工程中巷道掘进支护技术的应用，将这些科学、先进的技术应用在煤矿的实际采矿过程中，可以为煤矿实现可持续发展奠定良好的基础。

关键词：煤矿；采矿工程；巷道；掘进支护技术

引言

煤炭开采工程是一个复杂的过程，煤炭可以为世界各地的各种应用提供能源和原材料。开采工程中涉及多个环节，包括地质勘探、矿山开发、煤炭开采和矿山关闭。巷道掘进和支护是煤矿开采工程非常重要的一部分，为煤层开采和煤炭运输提供了通道。巷道掘进和支护需要使用先进的技术和设备，以确保采矿过程的安全和高效。现如今，随着社会和科技的不断发展，人们逐渐意识到确保作业人员的人身安全是煤炭行业持久发展的前提，需要投入大量的成本，引入先进的技术和设备。但是煤矿巷道掘进和支护技术的影响因素有很多，不仅需要引入技术，还需要引入高素质、高学历人才，这样才能保证煤炭行业整体水平提高，从而实现现代化发展。

1巷道掘进和支护技术概述

当前，直眼掏槽和斜眼掏槽是煤矿基础设施施工中的常用技术。在施工中，岩石性质和地质条件的变化会导致钻孔布置的方法发生改变。比如，在遇到软岩层时会利用斜眼掏槽，挖出更多洞口。为保证施工效率和质量，必须设置凿岩出渣装置，综合利用机械力量，使掘进作业有条不紊提高了工作效率。在巷道掘进结束后，为支护施工做好准备，根据不同的围岩地质条件，选择支护技术。在采用固定矿柱支护技术时，应特别重视对永久矿柱的加固和支护。在矿井上盘区和下盘区采用永久性矿柱加固，可以减轻巷道压力，确保行人安全。此外，在矿柱巷道掘进和支护施工中，要注意排水、通风，这可以在很大程度上减少开采作业受到的地压影响。

2煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用 

2.1建立巷道掘进监测系统

为了保证巷道掘进施工安全高效，必须对其进行实时监控，并对煤矿采矿工程开采的地质状况和周边变化情况进行全面的调查研究，进而确保开采的顺利。施工单位可以进行如下工作：第一，利用激光扫描仪、超声波探测仪等仪器，对煤矿层的厚、深进行测量，并对所测量的数据进行分析、运算，从而得出相关的参数，进而根据实际状况来确定相应的防治措施。第二，设置专门的监测系统，对煤层的形变率进行监控，并进行数据录入，从而方便员工进行实时监控。第三，加大对矿井内的瓦斯管理力度，定期对矿井内瓦斯使用情况进行常规监测，以此来保证煤矿开采过程中的安全和经济效益。第四，在对矿井的围岩监测时不仅要考虑到煤层的稳定性，还要兼顾考虑到煤层的变形和应力等问题，其中超声波探头是一种应用于矿井瓦斯抽采的传感设备，对地质构造进行检测灵敏度较高。

2.2棚式支护技术

棚式支护技术的应用集中在采矿阶段和矿井巷道施工，实用价值较高。棚式支护技术的支撑材料为金属，支架的坚硬程度决定可在大规模采矿中保持巷道高度稳定，主要由钢架和钢板组成。钢架通常采用Ｈ型钢和梁柱式支撑，梁柱的数量和尺寸根据巷道的大小和地质条件而定。钢板采用高强度钢制成，其厚度和长度也根据巷道的大小和地质条件而定。钢架和钢板的组合形式可以是直角或梯形，以适应不同的巷道形状。棚式支护技术的施工过程，首先在巷道的侧壁设置支架，然后按照设计要求安装钢架和钢板，形成棚架结构，最后进行加固和补强。这种支护技术的优点是施工周期较短、施工难度较小，可以快速保证采矿工作的安全和顺利进行。巷道顶部和侧壁的变形和破坏较小，巷道的稳定性和安全性可得到有效保障。然而，当矿井开采规模过大时，会影响该技术的应用，原因是大规模采集会导致周边地形改变，影响顶板支护效果，限制技术应用成效。

2.3锚杆支护技术

锚杆支护技术最明显的特点就是经济、适用性强，所以该技术被广泛应用于煤矿巷道掘进支护工作中。锚杆支护示意图如图1所示。该支护技术具有很多优势，不但具有较好的支护效果，而且可以使得围岩承载结构发生变化，进而起到稳定巷道围岩的作用。与此同时，锚杆支护技术有着较高的应用价值，可以对巷道的破损处进行及时修复，极大程度降低不利因素的影响。煤矿中大多数开采属于地下开采，在支护开采巷道时，会存在一些潜在的安全风险，但是可通过锚杆支护技术进行改善和修护。如果选择的材料是混凝土，在受到各方面的影响之后，容易使得巷道表面出现裂缝，此时就可以采用锚杆支护技术进行修复，防止裂缝扩大，对施工人员造成一定的威胁。如果发现巷道出现腐蚀现象，也可以借助锚杆支护技术实现快速修补。如果矿井内有安全事故发生，可以采用锚杆支护技术对围岩进行有效支护，防止在实际修复的过程中出现岩石掉落现象。当巷道底板出现大小不一的凸起时，会严重影响巷道的施工，采用传统的处理方式只是解决了表面问题，无法解决根本问题，但是运用锚杆支护技术可以拉近掘进巷道的底板，有效防止出现更多的凸起，起到一定的防护作用。

图 1 锚杆支护示意图

2.4通风防尘

矿井的通风和防尘是矿井掘进作业的关键环节。新《金属非金属矿山安全规范》对矿井通风的氧气、二氧化碳、粉尘含量等提出了规定，同时还规定了工作面的供风量、风速和温度。所以，通风问题是掘进过程中的重要问题。在进行矿井通风时，要根据施工条件，选用通风机、风筒布置等，保证通风系统在复杂的情况下保持高效运行。在开展通风、防尘的总体规划时，应从全局出发，保证巷道施工的安全高效。目前，国内煤矿井下掘进工作面通风方式按通风动力可分为自然通风和机械通风，根据通风机在工作面安装位置可分为压气式、抽出式、压抽混合式。通风模式设计和风筒尺寸的选择应从需风量、风阻、炸药用量、通风距离等方面考虑。

2.5型钢支护技术

型钢支护技术可针对户型巷道提供较好的支护，避免因地形条件的变化而造成巷道开挖变形，能够保持巷道的稳定。型钢支护的优点是利用型钢本身的抗拉、抗压、抗剪切性能，增加横向断面的承载量，减小了掘进阻力，减小了由于地势的改变而造成的风险。另外，矿压支护钢板的截面形状也与弯曲截面的弹性模量有关。因此，在采用型钢支护技术进行煤矿采矿工程巷道支护时，必须对其进行几何尺寸的合理选取，并对其弯曲模数进行严格的限制。

结语

综上所述，采矿工程中巷道掘进和支护技术的应用是煤矿开采中必不可少的，是保障作业人员安全和掘进稳定的关键。巷道的掘进和支护需要使用先进的技术和设备，其中支护技术类型的选择取决于多种因素，如地质条件、开采深度和岩石中的应力条件等。采矿工程中巷道掘进和支护技术未来发展的重点是提高效率和安全性，同时减少对环境的不利影响。

参考文献

［1］杨晓东.采煤工程巷道掘进和支护技术质量的运用分析［J］.中国石油和化工标准与质量，2022，42(13)：190-192.

［2］苏利文.采煤工程巷道掘进和支护技术的应用［J］.矿业装备，2021(6)：82-83.