探析采矿工程巷道掘进和支护应用 靳万涛

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:靳万涛
[导读] 摘要:在采矿过程中最为重要的环节和输出通道就是巷道。
        河南大有能源股份有限公司常村煤矿  河南  472300
        摘要:在采矿过程中最为重要的环节和输出通道就是巷道。因此,如果在采矿过程中,巷道出现了任何安全隐患,都有可能导致整个采矿工程置于危险的环境之下,影响到开采工作的顺利进行,同时也有可能会威胁到工作人员的生命财产安全。我们有必要对影响巷道掘进速度的相关要素进行分析和研究,找出最为安全稳妥的巷道掘进方式,促进采矿工程领域获得更加长远的发展。
        关键词:采矿工程;巷道掘进;巷道支护
        引言:
        目前,国家对于矿产资源的开发和生产具有严格的规定,其相关的巷道掘进以及支护需要满足规范和要求,这样才能够保证采掘作业人员的安全。随着我国社会经济以及科学技术的不断发展,采矿的范围与方法也在逐渐地扩大和更新,在采矿过程中新的与之相适应的支护、掘进技术,能够有效地提高开采环境的安全性。
        1 采矿工程巷道掘进概述
        1.1 采矿工程巷道掘进的概念
        在矿产资源开采的过程中,主要有以下几种形式:第一,一体化开掘方式。这一方式的使用效率比较高,在使用的过程中既可以实现开掘工作的一体化,同时,也可以有效地保证施工环境的安全,提高开采的效率。第二,大断面连续开掘技术。该技术的应用会受到地质环境的影响,需要在特定的地势环境中才能够使用。第三,现代化的综合机械掘进方法。这个方法的使用会涉及大量的机械设备,从而有效地提高了开掘的工作效率,对采矿技术人员的专业能力也带来了一定的挑战。
        1.2 巷道掘进和支护技术
        在采掘工作开展之前,工作人员必须要重视巷道掘进工作的开展,保证巷道掘进工作的安全性,保证在开工过程中工作人员的人身安全不受到威胁。如果能使用较为先进的支护技术,就能保证巷道掘进工作能够在相对的稳定的环境中施工。因此,在巷道掘进施工过程中,必须要保持采矿巷道的环境安全,推动后续采矿工作有序进行,在这里我们必须要意识到一个现实的问题,在进行巷道掘进作业过程中往往要面临较为复杂的地下环境,如果地下存在较多的软岩土,那么在巷道掘进施工的过程中就容易出现塌方事故,威胁到人员的生命安全。施工人员要强化支护技术的具体运用,重视决定工作的安全保障,优化工作方式,丰富支护技术的实际使用范围,这样才能为整个采矿工作提供较为安全的施工环境。
        1.3 巷道掘进不同施工方法
        在采矿工程巷道掘进的过程中,工作人员必须要因地制宜,认真勘查采矿现场的地质和水文条件,确定合理的巷道掘进方案。在开展巷道掘进工作之前,必须要认真的做好现场的勘察工作,对掘进的方式进行合理的筛选。比如,对于较厚的岩石层可以采用钻眼爆破的掘进方式。这种方法主要是在岩石上凿出缺口之后,在切口中放置炸药完成巷道掘进施工。运用这种方式采取施工,工作人员应当首先对整体的施工方案进行大体的计划和安排,设计施工环节,在切口中放置炸药时,施工人员要做好前期准备工作,科学的分析岩石层具有多大的承受能力,以此来确定炸药的剂量。之后还要根据切口的尺寸对不同接口之间的距离加以测算,这样才能够让爆炸的效果达到预想。除此之外,框的厚度和切口尺寸有一定的联系,工作人员要根据不同的矿产类型计算出有关的数据,为掘进工作提供参考。比如矿层的硬度较小,则可以采用单向掏槽的方式展开掘进工作,如果接口的尺寸和断面不符合这一类方法应当具有的参数标准,则工作人员必须要选择其他的方案,不能够强行的进行单向掏槽。同时,矿产的分布可能会处在任何一个位置,工作人员如果没有办法判断夹层的具体方位就可以采用掏槽的方式解决以上问题,帮助巷道掘进工作继续进行。
        2 采矿工程巷道掘进和支护应用
        2.1 选择恰当的采掘方法
        矿山开采过程中,二步骤充填体回采是一项重要的课题,爆破振动不可避免的会对相邻巷道,原岩顶板,充填体巷道及围岩造成一定的影响;其中,对充填体造成的影响是最明显的,因为充填体稳固性系数f值远小于原岩的稳固性系数。为减少爆破振动对充填体影响,提出无爆破振动在充填体掘进中的应用。

无爆破振动掘进,无爆破振动掘进可以减少对充填体巷道及围岩的破坏,不产生或很少产生炮振裂缝,保持了围岩完整性,从而增大了围岩自身的承载能力,进而很大程度上提高了施工的安全性。
        2.2 掘进技术要有针对性
        对于巷道掘进工作来说,工作人员必须要根据岩层的硬度和厚度,采用具有针对性的掘进技术,这样才能使巷道掘进工作顺利的进行。结合常村煤矿实际情况,采用的是综掘方式,矿井综采工作面采用走向长壁后退式采煤法,采煤工艺为综采放顶煤,工作面采用采煤机破煤、装煤,刮板输送机出煤,皮带输送机运煤,采空区采用全部垮落法管理顶板。掘进工作面上下巷采用综掘机联合作业,综掘机完成割煤、装煤工艺,胶带输送机完成煤炭的连续运输工作。
        2.3 重视巷道支护技术的应用
        2.3.1 锚杆支护技术
        锚杆支护技术一般来说会运用在永久支护工程中。首先,技术人员要科学的计算杆体抗拉和抗剪的承受力,确保锚杆符合质量标准,同时要根据巷道的综合情况计算出锚杆之间应当具有的间距。其次,工作人员还应当将托板的厚度进行强化,防止托板变形,导致巷道掘进工作出现安全事故[1]。除此之外,在锚杆支护技术的运用中,工作人员还应当对整个掘进工程的整体过程进行全面的监测和观察,及时解决问题,维护支护技术的安全使用。
        2.3.2左旋无纵筋锚杆
        锚杆底部预紧螺母属于锥丝结构,其螺纹根圆的直径与锚杆体的直径相同,从而保证了锚杆整体抗拉强度的一致性。由于它是通过挤压形成的,因此具有较高的材料密度和强度。垂直钢筋锚杆尾部的螺纹端(不是左手的)设有一个垂直于杆体轴向的小圆孔,螺母和杆体由薄的活板螺母制成,带有销钉或螺母密封的钻机底部固定住锚杆安装时,利用销轴的抗剪强度或薄挡板的抗剪强度,杆体旋转以达到拧紧和压缩驱动固定线圈的目的。在螺母的底部,固定效果增强。待锚固药卷固结后再转动钻机,依靠螺帽与钻杆产生的剪切力剪断销轴或顶穿螺帽底部薄挡片后,推动螺帽预紧至锚杆安装位置。这样不仅彻底排除了手动预紧安装锚杆等人为因素的影响,而且可使巷道围岩获得均匀的锚杆预紧力,可提高锚杆的锚固质量,提高支护效果。
        2.3.3 全螺纹锚杆支护
        全螺纹锚杆支护也是经常运用采矿工程中的措施之一。全螺纹锚杆技术和普通的支护技术相比出现问题的概率较小,因此使用范围较广。全螺纹锚杆技术能够通过二次紧固螺纹加工提高锚杆的强度。同时,它的界面并不脆弱,在使用的过程中的侧压力不会给全螺纹锚杆造成断裂的风险[3]。除此之外,全螺纹锚杆跟其他的支护技术相比,投入的资金成本较小,适用范围也较广,普遍适用于大多数采矿工程的巷道掘进工作。
        2.3.4 预制钢筋混凝土支护
        预制钢筋混凝土技术所消耗的成本较小,但是其实际使用也存在一定的缺陷,比如承重力较小、伸缩性较差[4]。当前,在地下巷道支护技术中,工作人员较为常用的是吊环型前探梁技术,这一技术能够给巷道掘进工作提供安全保障。首先,工作人员要确定相关的长度参数,在地下巷道中设置吊挂前探支架,其次,保证有两个以上的受力点为加固设施提供稳定的着力。
        结语:
        在采矿工程巷道掘进工作中,应当合理的运用各种类型的支护技术保障巷道掘进工作能够顺利的开展,提升采矿工程的安全性。为了保证矿产资源开发生产工作的顺利实施,就要采取相应的巷道掘进以及支护技术。这样不仅能够保证施工作业环境的安全,同时提高开采的效率,为我国矿产资源的开发利用起到有效的促进作用。
        参考文献:
        [1]王刚,孙欣欣,李帅.采矿工程巷道掘进和支护技术应用的探讨[J].内蒙古煤炭经济,2019(19):191+193.
        [2]刘喜兵.探析巷道掘进施工技术和支护应用[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(19):238-239.
        [3]任磊.采矿工程巷道掘进和支护应用解析[J].现代经济信息,2019(17):351.
        [4]李元元.采矿工程巷道掘进和支护应用分析[J].建筑技术开发,2019,46(14):113-114.
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