煤礦巷道快速掘進(jìn)及高效支護(hù)技術(shù)探討

牛志朝 胡丙余

摘要：隨著煤礦開采技術(shù)的發(fā)展，工作面的推進(jìn)速度越來越快，這就需要準(zhǔn)備大量工作面。然而，巷道開挖影響工作面的準(zhǔn)備并且難以加速，這導(dǎo)致采掘接替緊張問題存在于大多數(shù)礦井中。解決快速巷道掘進(jìn)的問題有助于提高礦山產(chǎn)量，但真正的挑戰(zhàn)是巨大的。在這一階段，盡管許多礦山使用全機(jī)械挖掘機(jī)進(jìn)行隧道掘進(jìn)，但是掘進(jìn)速度非常高，但是由于隧道支護(hù)的原因，必須降低掘進(jìn)速度。因此，地面支護(hù)技術(shù)已成為限制巷道快速開挖的關(guān)鍵因素。這對研究快速巷道掘進(jìn)和支護(hù)煤礦技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：煤礦巷道;快速掘進(jìn);高效支護(hù)技術(shù)

1 煤礦快速開挖的支護(hù)方法

1.1 錨噴式支護(hù)

可伸縮支架由相對特殊的金屬制成，其負(fù)載能力取決于許多因素，例如連接器的工作狀況以及支架的整體設(shè)計(jì)會對它產(chǎn)生一定的影響。值得注意的是，在開發(fā)過程中測量了此支架可以承受的強(qiáng)度。因此，在使用這種類型的支架時，有必要準(zhǔn)確地評估其可以承受的范圍并注意該支架可能變形問題。在正常情況下，可伸縮支架的極限承載力會超過其實(shí)際承載力，此限制可能具有一定的安全風(fēng)險。因此，在使用該支架時，技術(shù)人員應(yīng)始終注意其狀況，最好不要超過其實(shí)際承受的強(qiáng)度。

1.2 使用預(yù)留柱進(jìn)行支護(hù)

可以說，使用預(yù)留柱來進(jìn)行支護(hù)是一種相對傳統(tǒng)的支護(hù)方式，并且有一定的操作經(jīng)驗(yàn)。預(yù)留的立柱支護(hù)意味著在頂部和底部之間會有一定的寬度間隙，這種方法有效地降低了整個區(qū)域產(chǎn)生的壓力，并且可以在一定程度上降低壓力減少帶來的荷載。盡管此方法的原理很簡單，但它可以有效地支護(hù)頂板，由于該方法非常昂貴且難以維護(hù)，因此正在尋找其他替代方法。

2 快速開挖中影響頂板穩(wěn)定性的因素分析

2.1 施工巷道的地理位置

地質(zhì)條件是影響巷道穩(wěn)定性的重要因素之一，會給巷道支護(hù)工程的施工帶來困難。圍巖是快速掘進(jìn)巷道的重要影響因素，它們的存在可以為巷道起到很好的支護(hù)作用。由于在快速巷道開挖過程中增加的施工強(qiáng)度，可能導(dǎo)致巷道錯位，并會影響整個巷道改變和標(biāo)準(zhǔn)位置對施工安全構(gòu)成威脅。如果巷道的位置靠近水源的位置，則可能導(dǎo)致巷道的松弛和軟化，這可能對巷道的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響并導(dǎo)致倒塌。快速掘進(jìn)過程中使用的大量機(jī)械設(shè)備，振動和壓力會影響隧道支護(hù)的狀況，并給整個施工現(xiàn)場帶來安全隱患。

2.2 影響因素分析

2.2.1 巷道環(huán)境

由于頂板的整個支護(hù)過程都是在地下進(jìn)行的，因此工作人員所使用的相應(yīng)設(shè)備的安裝也在地下進(jìn)行，也就是說，地下環(huán)境對整個巷道的支護(hù)有非常重要的影響。當(dāng)?shù)叵颅h(huán)境較好時，各個人員的支護(hù)環(huán)境比較理想，可以相應(yīng)減少支架的數(shù)量，從而可以降低經(jīng)濟(jì)成本，提高生產(chǎn)效率。但是，在地下環(huán)境惡劣的情況下，相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，合理增加支護(hù)數(shù)量，在保證安全的前提下，選擇進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)效率。

2.2.2 掘進(jìn)工藝的因素

目前，鉆爆法主要用于煤礦巷道的建設(shè)中，無論是爆破還是主要施工過程，都會有許多無法控制的因素影響施工質(zhì)量以及施工的順序和技術(shù)。一些施工程序也是影響支架安全性的重要因素。在許多情況下，它們還會對支護(hù)結(jié)構(gòu)造成某些障礙，并威脅到巷道的安全，因此，有必要加強(qiáng)控制。

3 改善煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的措施

3.1 改善快速開挖施工技術(shù)的準(zhǔn)備

當(dāng)支護(hù)巷道進(jìn)行到的頂板時，必須根據(jù)地下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巷道的圍巖的力學(xué)特性選擇合適的支護(hù)方法。特別是，必須做好關(guān)鍵工作區(qū)域中的安全工作準(zhǔn)備，并且必須使用先進(jìn)的安全監(jiān)控技術(shù)來確保整個工作區(qū)域的安全。設(shè)計(jì)和施工技術(shù)必須無懈可擊，避免在快速開挖過程中頂板支架的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，改進(jìn)并弄清頂板支架的材料，尺寸和支護(hù)方法，并且挖掘相關(guān)工作人員必須進(jìn)行技術(shù)封底工作，以確保其符合挖掘煤礦巷道的要求。

3.2 完善控制管理機(jī)制

隧道支護(hù)的工程線是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，為確保其穩(wěn)定運(yùn)行，有必要建立科學(xué)的控制管理系統(tǒng)。為此，為確保輔助工程線的穩(wěn)定運(yùn)行，建立了一套完整的隧道集成系統(tǒng)和控制機(jī)制，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。盡管在挖掘和支護(hù)過程中創(chuàng)建了適當(dāng)?shù)臋C(jī)制，但在實(shí)施過程中仍然存在一些缺陷，從而導(dǎo)致許多問題。因此，綜合系統(tǒng)應(yīng)完善內(nèi)部線路監(jiān)測機(jī)制，在滿足用電方需求的基礎(chǔ)上確定重點(diǎn)項(xiàng)目方向，并運(yùn)用科學(xué)的監(jiān)測技術(shù)實(shí)時監(jiān)測線路性能，以確保項(xiàng)目工作運(yùn)行不間斷。此外，需要加強(qiáng)在線監(jiān)視，并應(yīng)定期進(jìn)行定期檢查和不定期檢查，以發(fā)現(xiàn)隱患并立即解決，以免發(fā)生重大事故。加強(qiáng)從業(yè)人員培訓(xùn)，提高從業(yè)人員專業(yè)水平，科學(xué)劃分從業(yè)人員檢查區(qū)域。制定合理的獎懲機(jī)制，調(diào)動員工的積極性，增強(qiáng)責(zé)任感，確保隧道工程的穩(wěn)定運(yùn)行，保持工程線的正常運(yùn)行。由于煤礦的相關(guān)工作是當(dāng)前發(fā)展形勢下的高風(fēng)險工作之一，因此，煤礦應(yīng)對隧道技術(shù)的安全性進(jìn)行更深入的研究，以確保煤礦隧道技術(shù)的安全性和效率。

3.4 挖掘項(xiàng)目經(jīng)理的整體素質(zhì)

首先，組織有關(guān)知識的培訓(xùn)，鼓勵管理人員，明確其職責(zé)和權(quán)限，并充分發(fā)揮其潛力。其次，提高培訓(xùn)效果，及時了解和理解結(jié)合企業(yè)實(shí)際，掌握新技術(shù)，新材料，新設(shè)備，在隧道施工中應(yīng)用新技術(shù)，新材料，提高隧道工程的質(zhì)量。工程質(zhì)量能滿足人們的需求，避免操作失誤，并保證線路的安全性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

通過對煤礦設(shè)備掘進(jìn)技術(shù)的深入研究，我們可以了解到，如果要在煤礦掘進(jìn)過程中全面應(yīng)用該技術(shù)，就必須依靠多種設(shè)備的組合，包括鉆探設(shè)備，巷道攤鋪設(shè)備和煤礦采礦設(shè)備及支護(hù)配件。這些設(shè)備的有機(jī)結(jié)合不僅可以有效地提高挖掘效率，而且還可以保護(hù)人員安全。在采煤過程中，傳統(tǒng)的采煤設(shè)備只是連續(xù)開采，沒有一定要求提高掘進(jìn)效率，這導(dǎo)致了采煤設(shè)備效率低下的現(xiàn)狀。因此，在先進(jìn)的應(yīng)用技術(shù)出現(xiàn)之后，我們必須有效地利用它們，從而促進(jìn)我國機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。

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作者簡介：牛志朝，1991年5月，男，漢族，河南舞陽人。2015年7月畢業(yè)于新疆大學(xué)，采礦工程專業(yè)，本科學(xué)歷。助理工程師職稱;現(xiàn)在庫車市阿格鄉(xiāng)天山礦業(yè)有限責(zé)任公司安監(jiān)部負(fù)責(zé)采煤工作。

徐州礦務(wù)（集團(tuán)）新疆天山礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 阿克蘇 842000