探析采矿工程巷道掘进和支护应用张德志

发表时间:2020/4/30   来源:工程管理前沿》2020年2月第4 期   作者:张德志
[导读] 进入21世纪以来,在社会经济稳健发展的大背景下,
        [摘要]进入21世纪以来,在社会经济稳健发展的大背景下,我国科学技术取得一定进步与发展,与此同时,为了满足煤矿资源的开采需求,新型煤矿开采技术应运而生。如何提高采矿工程施工的安全性,是我国煤矿开采技术在发展进程中所面临的重点问题。然而,从现阶段我国采矿工程的施工技术水平来看,受传统因素影响较为严重,巷道掘进效率低,巷道支护水平不足,造成采矿工程整体质量偏低,同时,由于采矿工程中巷道的掘进,其分布应力不断改变,不采取一定的支护措施,极易引发井下围岩位移,甚至围岩变形。
        [关键词] 采矿工程;巷道掘进;支护技术
        引言
        在现代采矿工程中,为了更好地确保采矿企业的效益,首先就必须确保采矿的安全。而在巷道掘进过程中,为了确保顺利安全的实施,就必须切实注重支护技术的应用,而这就需要掌握巷道掘进技术要点,并紧密结合实际支护的需要,针对性地确定支护的类型,才能确保整个采矿工程的质量和安全。
        1连采掘进与综掘掘进的比较
        以神东矿区为例,比较连采掘进与综掘掘进技术。神东矿具有煤层稳定,灰分、硫分含量少,镜质组含量低等优点,但沉积环境直接影响了采掘进度,为了加强这类的地质结构的支护质量,必须要缩小作业循环进度。但是,连采工艺限制了作业的进度,造成在掘进施工中调机次数越来越频繁。当遇到软煤、软岩的时候,由于连采机重量较大,对沿底掘进巷道底板破坏极为严重,增加了后期矿务工程的成本和采矿事故发生的风险。这个时候可以采用综掘机,因为综掘机的重量比较轻,既能够在底层挖掘,也可以在煤层的顶板作业。从支护角度来说,在进行锚杆支护巷道时,要想提高支护的效果就要及时进行支护。但是由于连采工艺的限制,难以满足这一要求,加大了安全隐患:从成本角度来讲,连采工艺使用的设备多为进口设备,成本较高,而且极易磨损,加大了维修与管理难度,增加了工程成本:而综掘机是国产的,设备配件购买容易,而且价格便宜,从根本上就降低了工程成本,还便于维修:采用连采工艺在施工中割煤的速度比较快,循环速度也比较快,由于设备过载容易造成工作面临时停电,影响了掘进进度也增加了瓦斯管理难度。而且连采掘进还增加了通风管理难度,因为受梭车运煤路线的限制,每50米建立一个联络巷,造成断面大、支护工程复杂,回采时增加了密闭墙的数量。
        2煤矿采矿技术的应用对策
        2.1采用连采工艺,实行综掘挖掘
        根据矿区的实际地质条件,可以采用功率比较大的综掘机。采用连采工艺,提高掘进速度。为了保证支护的质量,采用连采掘进技术要缩小循环进度,做好支护工作,降低安全隐患。另外要引进先进的设备,采用双港掘进技术,逐渐加大循环进度,这样能够充分发挥设备的良好性能。采用综掘机实现了双巷掘进技术,打破了传统的掘进工艺,提高了综掘机和锚杆机的利用率,实现了掘进与支护的平行作业,有效缓解了如寺河矿等另行地区的衔接准备工作,能够有效促进采矿作业各项环节的高效运行。而且实现综掘挖掘技术,采用国内设备,降低了工作成本,而且也有利于对设备的养护与维修。
        2.2提高巷道支护技术
        煤矿企业要提高巷道支护技术,掌握钻爆法掘进工艺,利用打眼爆破的方法有效的将矿区岩石破碎,但是在实施这项工作时要注意工作人员的人身安全,避免人身事故的发生。在实行装药爆破前~定要认真检查,做好警戒,而且此项工作必须只能有经验的- -线操作人员进行,其他工作人员不得参与,把工作人员的人身安全放在第一位。巷道支护工作中可以采用木支架、钢筋混凝土支架、金属支架与石材支架,工作人员要根据不同材料的支架特点来进行支护工作。锚杆支护是近期研发的新支护技术,对周围的岩石有更好的固定与封闭作用,所以在支护工作中,如果条件允许,可以尽可能的采用这种技术。下面对对支护技术进行具体分析。


        2.2.1木支架巷道支护技术
        在巷道支护中,木支架通常呈梯形棚子,有重量轻、加工方便、架设简单、适应性强等优点,但是这种方法也存在- -定的缺点,而且也不能有效的避免围岩的风化现象。
        2.2.2预制钢筋混凝土支架巷道支护技术
        这种支护技术的支架通常是利用混凝土制成,再井下进行装配,在梁与柱接口处使用“亲口接头”,这种支护方法有强度大、成本低、消耗小等优势,在煤矿井的巷道支护中是最常用的方法,但是这种方法也有一定的弊端。
        2.2.3金属支架巷道支护技术
        在巷道支护中使用金属支架有强度大、经久耐用等特点,而且金属支架还有方便拆装、重复利用等优势,既能够作为永久支架,也可以作为临时支架。常用的有3号、5号工字钢、钢轨、特殊型钢等。背板也要依据服务年限用混凝土预制板或木板制造。
        2.2.4石材支架巷道支护技术
        石材支架主要是利用石、砖、混凝土、钢筋混凝土制成的支护支架。石材支架是一个连续体,有封闭岩石,防止岩石风化的作用,这种支架也有坚固、强度大、经久耐用的特点,但是人工费、材料费等都比较高,增加了工程的成本,所以一般在服务年限要求比较大或者低压大的巷道使用。
        2.2.5锚杆支护
        这种支护技术是随着科学技术与采矿技术不断发展而兴起的一种新兴技术,优点非常多,而且也便于维护与施工,并且支护效果显著,因此在巷道支护中可以多采用锚杆支护,提高巷道支护技术。
        2.2.6砂浆支护
        砂浆支护也就是喷射混凝土支护,这种支护技术就是将水泥、砂、石、混凝剂按照一定的比例进行均匀搅拌,搅拌均匀后装入喷射机,将压气作为动力,让混合料沿着管路被押送至喷嘴处,然后与水进行混合,高速喷射在岩石表面上,经过凝固、硬化形成支架。锚喷支护就是将砂浆支护与锚杆支护结合起来,共同作用,能够对岩石起到很到的封闭与固定的作用。
        2.3优化生产系统
        通过优化采场结构参数、设备配置、生产工艺流程、集中化开采技术等方面全面优化煤矿采矿生产系统,改进采煤掘进的运输方式,对资源优化配置,实行一井一策实施方案,提高掘进技术,改进生产系统,降低采矿成本,加快工作进度,提高采矿效益。
        3结束语
        综上所述,安全是煤矿开采工作当中最重要的内容,降低采空区的压力避免发生安全事故是主要措施。在采矿工程项目实施过程中,为了确保巷道掘进的质量、安全和高郊性,必须切实注重掘进技术要点的掌握和应用,尤其是应掌握巷道掘进支护要点,注重监测机制的建立,完善监测系统确保其安全高效的实施,提高企业效益的同时保证生产的安全。
        参考文献
        [1]探究采矿工程施工中不安全技术因素 与对策[].李晓霖内蒙古煤炭经济2016(22)
        [2]采矿工程的不安全因素探析[J]. 蔡瑞华内蒙古煤炭经济. 2015(02)
        [3]浅谈采矿工程巷道掘进和支护[J]. 韩阳.民营科技. 2018(08)
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