在小窯破壞區(qū)下有效提高掘進效率的方案分析

（山西蘭花沁裕煤礦有限公司 山西 048000）

1.小煤窯破壞區(qū)范圍及特點

在煤礦事故中，如何有效解決五大災(zāi)害一直是一個難題。尤其是舊空氣泛濫。在煤礦開采的發(fā)展過程中，許多地區(qū)都受到小窯的破壞，并且小窯具有強大的跨層和跨界開采能力。發(fā)生混亂和計劃外的采礦現(xiàn)象，破壞的范圍廣泛。它對機械化安全采礦業(yè)務(wù)產(chǎn)生了巨大影響。特別是在開挖和建造小煤窯的過程中產(chǎn)生的廢水沒有排干，用于處理礦井水的存儲點被重新安置，小窯的井筒未緊密關(guān)閉，并且產(chǎn)生了許多水滴，因此小窯破壞區(qū)周圍有大量的空白空間，大量積水。在掘進過程中，小型煤爐的一些不確定性成為限制掘進效率的最重要的和主要的因素。

2.在小窯破壞區(qū)中掘進時采取放水策略

在隧道施工中，牢固貫徹“開挖前勘探”的原則，嚴格按照水利排水設(shè)計進行開挖，將長，短開挖方法和物探方法結(jié)合在一個工作面上。我們需要一起探索，對工作面進行聯(lián)合探測。表1是在礦區(qū)中按照《煤礦安全規(guī)程》第三百七十一條規(guī)定及《山西省煤礦安全質(zhì)量標準化》等相關(guān)規(guī)定，結(jié)合已揭露小煤窯破壞區(qū)（主要破壞9#煤）的實際情況而訂的探放水設(shè)計方案[1]。

表1 巷道斷面特征

3.煤礦巷道掘進先進勘探技術(shù)的應(yīng)用

煤礦隧洞需要科學的控制模式和先進的地質(zhì)勘探技術(shù)，以確保勘探結(jié)果的準確性。根據(jù)煤礦地質(zhì)勘探的現(xiàn)狀，有必要應(yīng)用一種綜合的3D地震勘探技術(shù)。將3D地震勘探技術(shù)應(yīng)用于煤礦隧道的地質(zhì)勘探時，應(yīng)考慮以下幾點：（1）反映3D地質(zhì)勘探主觀性并確保勘探取得預(yù)期效果的目的。增加鉆井方法。（2）有效整合實際煤礦在生產(chǎn)計劃中，提供至少5m的煤，以便在規(guī)劃礦區(qū)之前有效地應(yīng)用3D地震勘探技術(shù)[2]。為了實現(xiàn)至少70%的探測精度，需要進行面積檢測以及塌陷柱的檢測和至少30m的下落缺陷的檢測。為了確保隧道的穩(wěn)定性和安全性，我們必須通知有關(guān)隧道施工的信息。

當前，中國道路鉆機的質(zhì)量相對較低，這是影響中國道路鉆機發(fā)展的重要因素。因此，要根據(jù)中國的實際公路開挖情況，開發(fā)專業(yè)的人力資源，增強專業(yè)的技能，迅速引進國外先進技術(shù)的概念，并將國外土地的概念與中國的情況結(jié)合起來。需要指導(dǎo)和提高獨立研究，開發(fā)和創(chuàng)新技能。我國已經(jīng)開發(fā)了足夠的設(shè)備來提高道路開挖效率，還可以適當?shù)剡M口先進的國外設(shè)備。還需要升級現(xiàn)有設(shè)備，提高設(shè)備質(zhì)量，減少錯誤發(fā)生并確保設(shè)計流暢。

4.施工探巷前后掘進效率

負載頭必須在空中裝有可靠的臨時支撐裝置。目前，礦區(qū)需要配備臨時的空中支援設(shè)備。改進的礦區(qū)雙槽操縱桿也更加有效。一種新型的擰緊裝置提供了具有大橫截面的工作平臺。還提供了高水平的臨時支持，提高了安全系數(shù)，減輕了工人的勞動強度，并提高了鉆井性能。也可以創(chuàng)建排水孔和水檢測孔以提高性能。巖石隧道的建設(shè)通過研究和示范確定了最終的設(shè)備選擇：重型巖石隧道的鉆機，液壓鎖定隧道的鉆線，自制挖掘機，小型盾構(gòu)機。保護機電設(shè)備包括履行部門和團隊的職責，以確保設(shè)備正常運行，及時供電，供水和供氣以及及時交付備件。需要許多有效的方法和系統(tǒng)，加強瓦斯研究，創(chuàng)建防雷層，使用公里鉆排空模塊，適當確定內(nèi)部瓦斯警報級別，并尋找適用于礦山和面板的四合一檢測指標，并在正常礦井和面板之間取得真正的平衡。通過優(yōu)化開挖地點的布局與街道開挖之間的關(guān)系，在開挖之前先對帶材進行積極的預(yù)排水，可鼓勵在街道的兩側(cè)開挖，開挖時沿街道形成儲氣區(qū)，它可溶解釋放的氣體量。首先開采時進行挖掘，泵送，鉆孔。使用這項技術(shù)來跟蹤道路兩側(cè)的隧道表面。為了減少沿道路的氣體排放，應(yīng)及時在道路兩側(cè)放置碎石，以排出深層氣體。

(1)斷面形狀及支護設(shè)計論證

為解決“穿空”巷道支護問題，應(yīng)對“地壓”概念進行分析為了解決“通f”問題，我們需要分析“地壓”的概念。總的來說，地壓現(xiàn)象，包括原始巖石對周圍巖石孔隙的飽和，已經(jīng)存在了很長時間。當在采空區(qū)施加力時，部分圍巖作用在另一部分圍巖上。從狹義上講，地面壓力僅是指周圍巖石施加在支撐上的力。由于存在地面壓力，因此會發(fā)生故障。螺栓支撐是一種主動支撐方法。支撐螺栓在一個公共存儲單元中形成圍巖，有效地支撐巷道周圍的巖石并提供采礦空間。

打開一個小熔爐會損壞煤層，并使上層退化，部分塌陷原始的道路頂板，與各層分開并破壞周圍的巖石。根據(jù)機械分析，當損壞的圍石撞擊支撐件時，一側(cè)的壓力通常不會增加，并且頂部的壓力通常過高。考慮到矩形和梯形截面主要用于拆除頂部和側(cè)面壓力低且維護時間短的隧道和洞室，我們選擇了半圓形拱形或三中心拱形截面。

其中，半圓弧主要用于高頂壓，低側(cè)壓且無底鼓的道路。與半圓形拱形相比，與拱頂相對的三個中央拱形的耐壓性較小，但截面利用率較高。在對這兩個斷面的優(yōu)缺點進行徹底分析之后，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)的道路具有半圓形的拱形斷面，以充分展示金庫的高壓特性。開采和損壞的區(qū)域會自然壓縮一段時間，但長期存在地下空洞，分離，裂縫，洞穴區(qū)域欠壓縮和采礦產(chǎn)生的孔隙飽和現(xiàn)象。當在采空區(qū)上進行道路開挖和其他工程時，原始的相對平衡被破壞，采空區(qū)“被激活”。螺栓支撐是一個主動梁系統(tǒng)，支撐理論主要包括懸架，復(fù)合梁和加固理論。周圍的巖石主要由螺栓組成，并形成一個共用的存儲單元，可以根據(jù)礦山的實際情況有效地支撐道路周圍的巖石。頂板和頂板沒有完全分開或在某些區(qū)域沒有掉落。螺栓不能有效地為周圍的巖石提供共同的支撐。

螺釘支撐方案不可行。考慮對金屬的可收縮支撐。即，在U型鋼棚與屋頂之間的U型鋼棚接合處填充有背板，并添加了附加的壓射板。這可以使接頭緊密填充，從而改善鋼棚與周圍巖石的相互作用，并最大程度地增加U型鋼棚拱的支撐作用。在超壓較高的區(qū)域，可以將U型小屋的地板橫梁埋入U型小屋的地板中，以防止U型小屋的支腿縮回或變形。地板梁由圓形或方形木材制成，具體取決于道路的寬度。U型小屋和地板橫梁形成整體，增加了支撐小屋支腿強度的面積，并有效防止了小屋支腿被擠壓在一起或向后拉。另外，可以將其噴灑成整體形成多個U型小屋，這對于防止局部小屋的腿在壓力下變形是有效的。經(jīng)過大量分析比較的結(jié)果，斷面形狀確定為半圓拱形或三中心拱形斷面，支撐方式為U型小屋，并增加了引水通道。

(2)巷道布置方案研究

根據(jù)隧道設(shè)備的規(guī)格，隧道的使用，安裝要求以及截面優(yōu)化和降低成本的要求，采礦隧道的凈高度為2.8m。沿道路行駛時，煤層的厚度大于道路的設(shè)計高度。因此，在調(diào)試煤層的屋頂或地板時，需確定街道計劃。因此，在第一個礦井中，我們選擇地下車道作為測試道路，測試長度為60m。沿兩個煤頂挖一個隧道。開挖試驗路后，柔軟的煤層阻止了U型小屋的支腿掉落在堅固的地面上，導(dǎo)致小屋的支腿明顯后退，推動了屋頂和兩側(cè)，成為U型。經(jīng)過全面分析，再決定沿底板進行挖掘。

(3)掘進方式研究

由于破壞工作對周圍的巖石造成巨大破壞，難以拆除軟煤層和塌陷的頂板的上部，并且頂板易于局部塌陷。因此，我們選擇了綜合挖掘方法。使用全開挖和一次性的掘進方法開始使用全機械式礦用挖掘機進行切割，施工進度很困難，頂板和前煤壁會倒塌，破碎的頂板會再次倒塌。它會干擾道路的屋頂和前部控件。然后對其進行了修改，以便切斷小屋梁和小屋的支腿，然后從前面“輕輕地”（不穩(wěn)定的屋頂表面）將其砍掉。如果煤壁較軟且呈板狀，則可以在前面懸掛鋼絲網(wǎng)進行保護。該方法用于改善不穩(wěn)定區(qū)域的頂板和煤壁的某些有效控制。

5.結(jié)語

在實際的開挖過程中，施工道路勘查可以有效，直觀地識別出道路前方的積水情況，不僅可以提前緩解積水，而且可以提前識別出地質(zhì)變化，從而使道路經(jīng)歷地質(zhì)變化。我們可以通過事先準備來安全有效地進行此操作，提高隧道掘進效率。