采礦工程巷道掘進和支護應(yīng)用

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［摘要］新時代下隨著我國科學技術(shù)的不斷向前發(fā)展進步，新興的清潔能源已經(jīng)再漸漸的被人們用于生產(chǎn)生活中，但受困于我國科學在研究開發(fā)新興能源技術(shù)上的限制，我國在短期內(nèi)還難以將新能源大量應(yīng)用到現(xiàn)實生活，因此我國目前為了保持經(jīng)濟繼續(xù)發(fā)展，保障人們生活，煤炭會被繼續(xù)開采以滿足需求。我國在煤礦的開采技術(shù)上正在不斷的隨著經(jīng)濟發(fā)展而進步，但在一些領(lǐng)域還是較世界頂尖先進技術(shù)有一定的差距以及問題有待解決。只有將這些問題盡早地處理才能保證我國未來在煤炭開采方面能得以穩(wěn)定的、正確的、長久發(fā)展。對目前我國在采礦工程巷道掘進和支護方面存在的問題進行簡要研究分析。

［關(guān)鍵詞］采礦工程；巷道掘進；支護應(yīng)用技術(shù)

1采礦工程巷道掘進技術(shù)

施工人員在進行采礦工程中的巷道掘進的施工作業(yè)時，要熟練地掌握通過鉆眼進行爆破這一常見施工技術(shù)，要做到能在現(xiàn)場施工過程中有效的運用當?shù)叵碌南锏朗┕ぴ谶M行總體規(guī)劃和全面設(shè)計工作時，施工人員可以做到同時啟用多臺施工鉆機進行施工作業(yè)。與此同時，在進行施工的過程中可以對施工所用到的相關(guān)技術(shù)以及施工所涉及的組織進行充分的考慮，從而在對炮眼深度進行鉆孔時可以做到有效的掌握。在使用鉆機進行巷道向前掘進的過程中，要充分考慮到礦層的具體厚度以及每個炮眼之間的距離間隔。相關(guān)的施工設(shè)計人員需要在項目前期在圖紙上對這些做出合理的規(guī)劃，在何處掘進炮眼、炮眼深度為多少等都需要有精確的計算，隨后在進行現(xiàn)場施工時，對每個炮眼所處的位置都能有效的進行定位，在做到遵守施工規(guī)范原則的前提下保證施工的質(zhì)量。通常情況下一般的非金屬礦層以及金屬礦層，其沿脈的穩(wěn)固性和外巷道的穩(wěn)固性相同，基于此原因，工作人員在進行巷道掘進的過程中，應(yīng)盡量的采用從單向進行掏槽這一施工方案。如在掘進到一定深度后，遇到的炮眼比較深，則需要現(xiàn)場人員根據(jù)實際情況做出具體調(diào)整。從炮眼的角度考慮，炮眼的斷面較小，在進行掘進時就需要采用復合式的掏槽方式，當遇到了軟弱夾層時，則需相關(guān)技術(shù)人員在夾層中進行掏槽施工，通常施工人員布置在軟弱夾層中的三個掏槽眼，其傾斜角度在60°~90°之間。對于軟弱礦層，由于其斷面比較小，所以需要在掘進時設(shè)置輔助炮眼進行輔助。當通過轉(zhuǎn)眼爆破這一方式順利的進行了掘進，開采出了礦產(chǎn)資源時，還需要對裝礦的過程進行注意。裝礦這項工作既浪費時間還浪費人力物力，在實際中的裝礦現(xiàn)場，多數(shù)企業(yè)都使用到了STB-22L這一型號的扒裝機械。這款設(shè)備的主要優(yōu)點在于其機動的方式為履帶行走而并非輪胎行走，具備了良好的行動靈活性、施工高效性、工作持續(xù)性等特點，非常適合在進行掘進施工時在斷面進行運輸作業(yè)。

2常見的掘進方式分析

2.1綜合的機械化掘進方式

該方式作為一個復雜的掘進方式，其有一個系統(tǒng)組成，通常情況下需要由懸臂式的掘進機、運輸機、鉆機、相關(guān)的通風設(shè)備和工程用電設(shè)施統(tǒng)一構(gòu)成。該系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的施工設(shè)備即為懸臂式掘進機，其掘進機的質(zhì)量、工作效率、實際操控性能等決定著項目整體的工程進度以及工程質(zhì)量。經(jīng)過幾年的發(fā)展，我國目前掘進機生產(chǎn)制造行業(yè)已經(jīng)取得了飛速發(fā)展，可以滿足目前的市場需要。

2.2拋錨一體化的掘進方式

該掘進方式的建立基礎(chǔ)是錨桿的支護技術(shù)，作為一種高效率的掘進設(shè)備，其最大的優(yōu)點在于能將掘進與支護做到有機結(jié)合，從而將會減少施工的整體時間該掘進方式的研發(fā)應(yīng)用對于我國的礦業(yè)開采、巷道施工技術(shù)有著重大的現(xiàn)實意義。

3巷道掘進技術(shù)應(yīng)用注意事項

施工人員在進行采礦施工時，當進行到爆破以及裝礦步驟時，工作人員首先需要將礦石通過扒裝機運送到指定的設(shè)備之上。扒裝機在使用的過程中具有安全、高效等多種優(yōu)良特點，在通過掘進過程中所使用的具體的掘進機器的同時，配備與之相對應(yīng)的運輸設(shè)備，進而形成科學的、高效的、流水線化的施工作業(yè)模式，既提升了工程的整體施工效率，又確保了巷道施工掘進的總體進度。巷道的掘進施工作為一項復雜化、系統(tǒng)化的施工項目，在進行施工時需要配有專業(yè)的技術(shù)人員對工程進行科學規(guī)劃，合理組織，確保巷道的絕對安全當從巖石內(nèi)開辟出巷道后，施工人員要及時對已開發(fā)出的巷道做好支護工作。做好巷道掘進技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用將為未來的巷道支護技術(shù)奠定堅實的基礎(chǔ)。

4采礦工程中巷道支護技術(shù)的應(yīng)用具體要點

巷道的支護是進行采礦作業(yè)時一項重點的施工內(nèi)容，只有保證了巷道的支護質(zhì)量，才能在接下來順利的進行采礦，所以，采礦企業(yè)必須要強化對巷道支護的認識，科學的掌握好進行支護施工時的專業(yè)要點，切實保證好質(zhì)量，以滿足采礦作業(yè)要求。

4.1掌握臨時支護技術(shù)的要點

所謂臨時支護，即為滿足臨時的巷道掘進施工而進行的臨時性支護。為了保證好臨時支護的質(zhì)量要求，主要應(yīng)將重點放在以下幾大方面：一是要掌握支護所有各項原材料的特點。每種原材料都有屬于自己的獨特屬性，有著各自不同的有點以及缺點，在進行施工時要保證各部位用料的安全合理性。如當使用木料為原材料制成的木支架時，其優(yōu)點就在于拿放輕便、安裝簡單、制造難度系數(shù)低，缺點則在于遇突發(fā)情況時防火性較差，結(jié)構(gòu)強度低；當采取以金屬為原料制成的防護支架時，有點則在于可重復進行安裝使用，但成本要明顯高于木制支架，所以采用何種原料，需要施工單位從安全性、經(jīng)濟性等多方面進行綜合考量。另一方面則是要求企業(yè)落實支護細節(jié)。在進行臨時支護時，施工人員須嚴格按施工工序、規(guī)范流程做好支護后期的質(zhì)量檢查，嚴禁使用質(zhì)量不過關(guān)，檢驗不合格的支護材料。

4.2掌握永久性支護技術(shù)要點

永久性支護即為進行支護施工作業(yè)后需要長時間的進行使用，該技術(shù)具體包括了錨桿支護技術(shù)、混凝土支護技術(shù)、預(yù)留煤柱支護技術(shù)等多種技術(shù)。

4.2.1錨桿支護技術(shù)

在應(yīng)用錨桿支護技術(shù)時，為了保證施工的質(zhì)量，應(yīng)要學會處理軟巖巷道回采支護的問題，要對所用的支護網(wǎng)進行強化，在薄弱的部位添加錨梁支護操作，這樣做即可大幅度的提升圍巖表面的支撐約束能力。當在實際操作中面臨復雜情況時可以進行重復操作，因此，最終的目標在于實現(xiàn)支撐保護的強度。其次在使用該技術(shù)時，要用與之配套的錨桿支護體系，為了保證高質(zhì)量的支護效果，要對施工所用到的螺母質(zhì)量嚴格檢查，確保精確度高，每個螺母都要采用和錨桿配套的專用螺母，已獲得整體抗壓效果的提升。為了以防工程施工完成后變形，需要對錨桿的托板進行加厚，以此來增強托板在使用中的抗壓效果，保障實際情況下的無風險使用。目前在全球的采礦行業(yè)范圍之內(nèi)，錨桿支護技術(shù)成為提高礦山開采產(chǎn)量的一項關(guān)鍵性因素。

4.2.2混凝土支護技術(shù)

該技術(shù)的主要技術(shù)原理為通過噴射混凝土進而形成混凝土支架，再結(jié)合上述所提到的錨桿錨桿支護技術(shù)聯(lián)合使用，這樣的施工方法將對圍巖起到非常好的固定，能盡可能地有效防止巖石脫落。在實際施工時應(yīng)注意以下具體細節(jié)：噴射混凝土的設(shè)備擺放要合理，施工人員能否對設(shè)備進行合理科學布局，關(guān)系著施工效率以及質(zhì)量；還要求施工時嚴格按標準操作流程進行，在掘進工作完成后首先安防臨時支柱，隨后進行混凝土噴射施工，當達到最初的設(shè)計要求時進行錨桿的安裝工作，在這過程中要注意細節(jié)部分的處理，最后，再用經(jīng)過錨網(wǎng)噴射混凝土的方式，對金屬網(wǎng)的整體強度進行強化，確保支護達到預(yù)期效果。

4.2.3預(yù)留煤柱支護

由于一條巷道其下區(qū)段在回風的區(qū)域，上區(qū)段在運輸?shù)膮^(qū)域，所以在這兩個區(qū)段都要進行煤柱預(yù)留作業(yè)。這種支護形式比較簡單易操作，對巷道的順利向外排水以及及時通風都有著明顯的效果，但所需安裝經(jīng)費較多。為了保證施工進程的安全，避免巷道的底部因為煤柱支撐的過程出所產(chǎn)生的壓力擠壓而影響到了巷道整體的安全，施工人員要在施工前合理的控制好煤柱間寬度，防止出現(xiàn)安全隱患。

4.2.4預(yù)制鋼筋混凝土支護

預(yù)制鋼筋混凝土技術(shù)的主要技術(shù)優(yōu)點在于其支護的強度高，施工成本較低，但缺點在于政總體質(zhì)量偏大且不可伸縮。在實際的巷道支護中吊環(huán)式的前探梁最為常見。實際施工中為了確保施工的質(zhì)量安全，工作人員需要注意以下2方面：一方面，技術(shù)人員首先要確定出最科學的長度以及最合理的布置間距，隨后用3根吊掛前探支架將其在巷道中平行的布置；另一方面，為了確保固定質(zhì)量，通常情況下固定點的設(shè)置應(yīng)超過兩個，在固定的過程中要對其進行加固操作，實現(xiàn)固定的絕對牢固。

4.2.5金屬支架巷道支護

金屬支架其強度大且經(jīng)久耐用，在使用時拆裝較為方便，可進行重復利用。金屬支架既能作為永久性的支架也可作為臨時性支架。通常情況下，金屬支架的制造常用到3號或5號工字鋼、鋼軌以及特殊鋼等。背板的制造材料需要結(jié)合使用的年限進行具體考慮，可使用混凝土預(yù)制板或木板進行制造。

4.2.6木支架巷道支護

在進行實際的巷道支護時，使用木支架具有總體質(zhì)量輕、加工方便快捷、架設(shè)簡單等優(yōu)良特點，但木支架存在著一定的缺點，如防火性差、強度低以及使用年限短等問題，最為關(guān)鍵的是無法有效避開巖石風化現(xiàn)象。

4.2.7石材支架巷道支護

石材支架的制造主要運用到了鋼筋混凝土、石塊、磚等原材料。石材支架作為一個連續(xù)體，其能有效的防止巖石風化的作用，且該種支架加固、具有極高的強度、耐用性高，但施工過程中所支出的人工費、原料費等較高，在一定程度上增加的工程建設(shè)成本，因此該技術(shù)只在部分服務(wù)年限要求較長或低壓較大的巷道中應(yīng)用。

5結(jié)束語

巷道的掘進和支護關(guān)系著采礦工程的整體安全，是采礦工程中的關(guān)鍵內(nèi)容，為了能保證順利的采礦，各采礦單位必須要時刻加強對掘進和支護技術(shù)的深入研究，并且對生產(chǎn)系統(tǒng)進行優(yōu)化，優(yōu)化采場的各項結(jié)構(gòu)參數(shù)，生產(chǎn)工藝流程等，參照以往總結(jié)出的施工經(jīng)驗，再結(jié)合現(xiàn)實中具體的施工要求，切實保障好施工的質(zhì)量，效率要求。企業(yè)應(yīng)牢牢將安全這核心觀念放在首要位置，注重巷道掘進和支護技術(shù)的技術(shù)要點，建立合理的檢測體制，完善工程安全規(guī)范，在具體的施工環(huán)節(jié)中注意細節(jié)的把握，最終力求實現(xiàn)我國的采礦行業(yè)在新的時展背景下能安全、平穩(wěn)、高質(zhì)量發(fā)展。

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作者：李元元 單位：河南工業(yè)和信息化職業(yè)學院資源環(huán)境系