煤炭采礦工程巷道掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用分析

田豐濤

（貴州鈺祥礦業(yè)集團投資有限公司遵義縣鴨溪鎮(zhèn)萬順煤礦，貴州 遵義 563000）

一、掘進和支護技術(shù)的應(yīng)用

掘錨一體化掘進、綜合機械掘進是目前常用的煤礦巷道掘進技術(shù)[1]。掘錨一體化掘進的基礎(chǔ)是錨桿支護，融合了巷道掘進和巷道支護，可顯著加快掘進進程。綜合機械掘進是一套由電力、鉆孔、掘進、傳輸?shù)仍O(shè)備共同構(gòu)成的完整技術(shù)體系，其中掘進設(shè)備可直接影響掘進施工進程，是整個系統(tǒng)的 核心構(gòu)件。下面以A煤礦為例進行論述，該煤礦井田地表存在第四系通風(fēng)積層，主要開采的是低變質(zhì)、無粘性、含油的31B（不粘煤）和41CY（長焰媒）。

（一）掘進技術(shù)的應(yīng)用

目前煤炭采礦工程巷道施工多組合使用斜眼掏槽和直眼掏槽，如果在掘進的過程中遇到軟巖夾層，必須把掏槽控制在45°-90°間[2]，當(dāng)炮眼出現(xiàn)較大的斷面時，還應(yīng)增加輔助眼，確保煤礦巷道具有較高的質(zhì)量。A煤礦在巷道掘進期間使用的是EBZ135佳木斯牌的掘進機，該設(shè)備具有運行安全、效率高的優(yōu)勢，加之還建立了合理的流水性掘進施工框架，從而充分利了該設(shè)備在巷道掘進中的優(yōu)勢。此外還使用了采煤機，該設(shè)備采整合了煤礦回踩和掘進工序，通過靈活使用橫軸切割等形式可有效擴寬煤礦巷道，且由于采煤效率高、資金投入小等優(yōu)勢，可顯著節(jié)省掘進施工成本和時間，具有巨大的施工優(yōu)勢。

（二）支護技術(shù)的應(yīng)用

一套合理的頂板支護方案，是煤礦巷道安全施工的保障。核心巷道通常采用預(yù)留煤柱的支護形式。A煤礦的核心巷道的上區(qū)段為運輸狀態(tài)下區(qū)段為回風(fēng)狀態(tài)，為了緩解回風(fēng)平巷周邊的支撐壓力，上下區(qū)段均預(yù)留了煤礦柱，極大地了地方便了巷道通風(fēng)和排水。當(dāng)同時要認(rèn)識到，支護不僅耗費巨大，還會使得煤礦擠壓巷道底端，繼而對巷道的安全性和穩(wěn)定性造成一定的影響。對此A煤礦除了加強了煤柱管理，還嚴(yán)重控制了預(yù)留的煤柱寬度，很好地降低了煤層沖擊力。

礦用支護型鋼一般是U型鋼和工字鋼，多用于橢圓形、圓形、半圓拱形巷道斷面。這些礦用支護鋼大多具有較高的抗拉性、抗壓性和抗剪性，以滿足煤礦巷道施工的要求。此外，煤礦巷道的支護斷面還會受到抗彎截面模量的影響，并承擔(dān)著橫向與縱向的荷載。對此，A煤礦在充分了解巷道支架負(fù)荷的情況下，對抗彎截面模量進行了科學(xué)配置，并根據(jù)巷道接觸面面積和滑移平溫度選用了合適的幾何形支護型鋼，最終很好地平衡了受力情況。

二、掘進和支護技術(shù)在具體施工中的應(yīng)用

如今的道錨桿支護已發(fā)展成包括地質(zhì)勘探、設(shè)計支護方案、選用機械材料、評估作業(yè)質(zhì)量等在內(nèi)的一整套作業(yè)系統(tǒng)[3]。A煤礦在進行地質(zhì)勘探的過程中充分考量了圍巖結(jié)構(gòu)、應(yīng)力、強度，這使得其探測到的數(shù)據(jù)更為真實地反應(yīng)了目標(biāo)礦區(qū)的結(jié)構(gòu)特性、應(yīng)力場、強度等，極大地了提升了后期巷道布置和支護的作業(yè)質(zhì)量。得到勘探結(jié)果后，該煤礦根據(jù)具體的地質(zhì)狀況設(shè)計了一整套的工作方案，加之有效的支護材料、作業(yè)工具、圍巖特性管理，繼而保質(zhì)保量地完成了整個施工進程。

巷道掘進施工中通常會運用鉆眼爆破，因此在巷道規(guī)范和設(shè)計時就應(yīng)該考慮到，并在施工時輸送多臺電鉆設(shè)備。在具體施工中，還應(yīng)把控好施工進程和相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，確保炮眼掘進深度合理。前期結(jié)合具體的實際情況來定位炮眼和布置炮眼距離，這樣可進一步提高炮眼定位的準(zhǔn)確性[4]。煤巖層和巖巷道的的特征決定了選擇何種挖掘方式[5]。如果挖掘期發(fā)現(xiàn)炮眼較深，可根據(jù)實際情況調(diào)整挖掘過程。如果炮眼斷面偏小可采用復(fù)合型掏槽掘進，如果炮眼位于軟煤層就開展人工布置，A煤礦面對該情況掏槽3個，傾斜角控制在75°。對于軟煤層斷面偏小，不可采用輔助炮眼。當(dāng)鉆眼正常爆破且煤炭正常開采時，則必須同步開展裝煤工作。裝煤是一項繁瑣的工作，A煤礦使用ZNZ 裝煤機作業(yè)，使用該裝煤機的優(yōu)勢在于履帶式傳輸，適合斷面運輸，具有較高的靈活性、高效性和持續(xù)性。

三、掘進和支護技術(shù)應(yīng)用的要點

（一）做好瓦斯的排放

想要確保巷道掘進作業(yè)的安全進行，就必須做好瓦斯的排放工作。在實踐中應(yīng)根據(jù)巷道的具體情況設(shè)置合理的通風(fēng)系統(tǒng)，確保瓦斯能及時排出。此外還要做好瓦斯?jié)舛鹊臋z測工作，定期檢測，一旦發(fā)現(xiàn)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)，立刻停止施工并開展瓦斯排放。

（二）做好通風(fēng)防塵工作

在巷道掘進作業(yè)時會產(chǎn)生大量粉塵，不僅會影響施工進程，還會危害工人的身體健康，因此必要做好通風(fēng)防塵工作，根據(jù)巷道所需要的風(fēng)壓和風(fēng)量選擇合適的通風(fēng)機型號、數(shù)量及配套風(fēng)筒的型號和數(shù)量等。

結(jié)束語：

科學(xué)合理的開采方法和技術(shù)可顯著提高開采效率，也是煤礦開采順利進行的保障。為了實踐中做好巷道掘進和支護工作，為煤炭開采高效、穩(wěn)步、安全地進行奠定基礎(chǔ)，實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的雙收。