煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析
赵志安
陕西美鑫矿业有限公司冶坪煤矿 陕西铜川 727000
[摘 要] 人们对煤炭的需求从目前情况来看，还是非常大的，因此为了能对煤炭进行高效、可持续的开采，相关的企业及单位必须更新开采技术，不断提高煤炭的开采产量。同时还需要做的一点就是对煤炭巷道掘进和支护做好相关的保护工作。一个安全的煤炭巷道的重要性不言而喻，它不仅可以为施工人员的安全提供一份保障，也可以提高煤炭开采效率。因此，相关单位及企业必须要做好煤炭巷道掘进和支护工作。
[关键词] 煤炭采矿工程；巷道掘进；支护技术
为了确保采矿工程的巷道施工安全，控制工程施工质量，以及巷道长期稳定性，工程过程中要根据巷道的实际情况和围岩特性科学的进行巷道掘进，严格按照要求进行施工，并且做好掘进支护工作，保障采矿工程施工的安全稳定性，从而提高巷道掘进的效率和质量。
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1 煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术中的影响因素
1.1 巷道围岩强度因素
巷道的稳定性与围岩强度息息相关，为了可以形成对巷道的良好支护和支撑，需要经过勘察并结合围岩强度进行支护技术的合理采用[1]。如果围岩强度可以在锚杆支撑下，实现了自身强度的提高，那么可以进一步加大保护支撑力。围岩勘察的过程中，主要针对地质应力的承载能力进行了解和分析。承载能力的高低与顶板位移的大小有着直接关系，承载性能强，当地质应力增加的情况下，会降低顶板位移的大小，发挥相应的保护和支撑效应。所以，采矿项目中的巷道掘进施工中，需要关注围岩强度提高支护有效性和掘进安全性。
1.2 地应力因素
煤炭采矿工程中，地应力是具有较大安全影响的。其表现在会增加岩体位移、支撑物变形失效、煤层压松等方面，甚至还会造成岩层断裂、工程坍塌。为了有效解决这一隐患，确保采矿工程的顺利进行，具体的巷道掘进与支护时，务必全面有效的采取技术方案对作业面形成支撑体系，与此同时，科学处理采空区，以促进采矿作业的安全进行。
1.3 巷道断面尺寸及形状因素
采矿作业的巷道掘进中，巷道围岩应力的优化和保护支撑是必不可少的，这就会造成断面出现应力不均的现象，为了可以使应力得到分散，应当在实际过程中严格控制巷道断面的形状和尺寸。
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巷道掘进时，不但要对支护问题进行考虑，还要综合分析掘进环境是否安全稳定，掘进的过程中，产生许多瓦斯是必然的，其属于一类易燃性气体，假如瓦斯含量较多、浓度较高，容易发生爆炸事件。掘进的过程中，相关工作者需要动态监测巷道空气中的瓦斯含量和浓度，如果浓度达到一定值，需要及时予以排放。
2 煤炭采矿工程巷道掘进技术的应用要点
2.1 做好地质勘探工作
矿山掘进施工过程中，面对复杂地质情况，一般都采用软岩的巷道支护技术。软岩这一岩石结构，具有较强变形性和较差稳定性，松脆或风化的几率很高，在掘进施工中如果遭遇软岩情况，那么巷道需要采取必要且有效的支护措施。国际层面对于巷道支护的研究中，提出过许多方法，然而却无法满足高应力状况下软岩巷道支护的需求，现阶段国内运用的锚索支护技术，能够较好的对围岩进行控制，增强围岩的安全可靠性，得到了广泛应用和推广。
2.2 控制瓦斯，做好瓦斯排放工作
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2.3 做好通风防尘工作
掘进过程中，空气中会漂浮着烟尘粉末，并其还会存在危害性气体，例如瓦斯和CO2等，对灰尘和危害性气体也要予以及时的排除，避免巷道掘进工作者的人身健康和安全受到危害[2]。通常来讲，较为有效的手段是通风防尘，巷道安全管理中应当安装内部通风系统，这一系统分为两部分，设备通风以及自然风，在设计安装中要准确定位两者的位置，促使内部风压以及需风量达到巷道施工要求，通风机在其中要配合辅助通风系统，尽可能多的排除灰尘和有害气体。针对灰尘，工作人员可以利用除尘器对灰尘进行吸收，降低空气中的灰尘量，并且工作人员还应当对巷道内部的温湿度加以关注和控制。
3 煤炭采矿工程巷道支护技术的应用
3.1 锚索支护技术
在矿山巷道掘进时，为了避免地质构造及其环境影响到施工作业，对地质构造的勘探工作要引起重视，通过利用合理安排以及科学运用地质勘探技术提升地质构造勘探的质量和效率。当前，我国在地质构造勘察方面的技术能力还有待提高，在针对巷道地质构造实施勘探检查过程中可以采用三维地震综合勘探技术，结合企业现实状况和实际采矿工程情况，在采区设计前进行三维地震综合勘探，从而确保后期掘进过程更加安全。
3.2 锚杆支护和锚注支护技术
针对软岩这一在掘进施工中常见的围岩类型，为了解决巷道支护的问题，可以利用具有较高强度的锚杆支护方式，通过对锚杆增设应力，提升围岩的承载性能，通过加强锚端头以及进行全锚固定，会避免围岩发生形变，从而实现有效的支护。锚杆支护方式在经济性方面有着比较好的优势，能够依据围岩形变的实际情况采取相应的支护强度，有利于降低掘进成本。但是，由于高应力的制约，锚杆支护也具有缺陷和不足。锚杆支护方式运用中，并不是全部支护都主动的，根据支护体的安全顺序可以将锚杆支护划分成两种，被动支护以及主动支护。锚注支护方式利用注浆措施来提升围岩自身的荷载能力，有效增强围岩对外界影响的支撑力，同时避免围岩遭受水侵害。
3.3 U型钢支护技术
掘进过程中的巷道受高应力影响发生变形，通过加装金属支架抵抗高应力的影响，U型钢技术要求金属支架具有很强的伸缩性，随时抵抗高应力的影响，充分发挥支护作用，在围岩发生变形后可以起到很好的支护作用，但无法围岩变形前提前支护[3]。
4 结语
在目前阶段，我国仍然在大量使用煤炭资源，为我们的日常生活以及国家的经济建设等提供能源。对煤炭资源的开采，我国已经进行了很长时间了，采煤的历史也是非常长久。但是在很长时间以来，我国的开采煤矿所采用的方法都是比较传统的、原始的，对环境的污染破坏都很大。现在我们倡导的是绿色、节能以及环保，因此很显然这种比较传统原始的开采方法已经不能实行现在的发展趋势了，也就必须要对其进行改进。
参考文献：
[1]张立武.采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J].山东工业技术,2019(12):64.
[2]杨亚帆.采矿工程巷道掘进和支护分析[J].山东工业技术，2018(20):77.
[3]韩阳.浅谈采矿工程巷道掘进和支护[J].民营科技，2018(08):126.
[中图分类号] F407.21
[文献标识码] A
标签：煤炭采矿工程论文; 巷道掘进论文; 支护技术论文; 陕西美鑫矿业有限公司冶坪煤矿论文;