探析煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

2020-11-27李超

商品与质量 2020年52期

李超

贵州发耳煤业有限公司贵州水城 553000

由于对煤炭的需求量呈现上升的趋势，与此同时，加上煤矿开采规模与深度不断加大，这样一来，对于高强支护技术而言，其具体使用得到人们的广泛关注。再者，通过使用这一技术实施煤矿采掘作业，在一定程度上，能够确保工作效率，并且还能确保安全性，从而防止安全事故的发生，减少不必要的经济损失。

1 煤矿掘进支护技术分析

所谓的煤矿支护技术就是在煤矿开采的过程中，在巷道中通锚杆对巷道进行加固的一种施工技术，这一技术在煤矿开采工作中有着极为重要的作用，这就要求有关部门能够对此有着足够的重视，从而有效确保煤矿开采工作的可靠性。煤炭作为社会发展的重要能源，其开采工作往往在地下进行，这就需要工作人员能够对巷道进行支护，从而有效提高巷道周围环境的稳定性。同时，锚杆支护技术在巷道中的有效应用，还能够在一定程度上改善当前的煤矿开采环境，有效延长煤矿巷道的使用寿命，从而降低煤矿开采成本。相较于传统的巷道支护技术，锚杆支护能够更好的实现机械化作业，从而有效提高煤矿开采的效率，降低煤矿开采对于人工的依赖，有效实现了开采成本的控制，有利于煤矿企业经济效益的提高。通过锚杆支护还能够有效减少巷道维修工作，从而降低了客观因素对于煤矿开采造成的影响，有效提高了煤矿开采的效率[1]。

2 煤矿巷道掘进技术的应用

2.1 机械掘进技术

我国的煤矿企业为了提升自身的开采速度，引进了大批先进的机械设备，这些机械设备的使用丰富了施工人员的掘进手段，施工人员也借此开发出了综合机械化掘进技术、半煤半岩巷道内机械掘进技术以及全岩巷道内的机械掘进技术，在这些技术应用中，使用的主要设备包括: 掘进机、转换机、电钻机等，其中最主要的设备为掘进机。掘进机的主要功能为煤矿的装载与运输、煤矿与岩石的剥离以及除尘除雾，其将挖掘、运输、除尘等功能汇聚一体，通过其配备的切割臂、回转台、履带、装载机等装置进行巷道掘进。施工人员在使用其进行掘进时应当注意，悬臂式的掘进机只能切割部分断面，对于完整且巨大的岩石应当通过多次移动进行切割，不能长时间使用。掘进机的掘进速度与其利用率相关，在最完美的情况下，掘进机的实际利用率最高可达65%，而当工作人员需要进行支护工作时，其利用率会相对降低。同时，悬臂式掘进机和传统的掘进机相比较，它的整体结构较小，在一些小型的巷道中更加灵活，且购买价格较低，再利用性较高，便于企业应用。

2.2 单体液压支柱配衔接顶梁支护

巷道支护通常选择单体液压支柱配衔接顶梁的方式，这种方法一般会选择HDJA-1200 型金属衔接顶梁。在支护施工过程中，放炮后需要即刻挂上顶梁插好水平销，在顶梁的支护作用下设钢筋网，构建单体液压支柱，在锚网设计方面，需要保证锚网本身贴合巷道内岩面，搭接间距在0.2m 左右，每0.2m 利用11 号铁丝加固。基本柱的初撑力需要在90kN 以上，若出现漏液问题则需要尽快进行补救，或设备替换，保证支柱是全承载保护。通常来说，单体液压支护与金属衔接顶梁并列3 排，柱子设计在顶梁之中，2 排顶梁的200-400mm 中需要穿插一根小木棍，从而避免漏顶问题。除此之外，还需要根据矿区的具体状况来调整穿杆数量，确保钢筋围岩混凝土结构的稳固性，为掘进的安全提供保障。

2.3 高强混凝土喷射支护的技术

通常情况下，进行煤矿开采的时候，因为煤矿的地理环境十分复杂，给采掘作业带来许多困难，也会造成许多安全问题。同时，煤矿的深层以下的地理环境存在空气不流通，矿体容易坍塌。如果在采掘作业中，没有高强支护技术，会造成很多安全事故。如此一来，巷道的稳定性就不能达到标准，与此同时，还会出现冲击地压的情况，以及煤层被压的现象，这些现象的存在，会对巷道带来不利的影响。因此，在具体的工作中，应该关注这一技术的有效使用[2]。

此外，超高强喷射混凝土支护技术，可以加强巷道顶板的强度。值得关注的是: 针对这项技术而言，在使用这项技术的时候，要根据巷道的实际情况来选择适合的喷射技术，对现代建筑的应用，在使用喷射技术之前，要将混凝土进行搅拌，将砂石、水泥、水充分拌匀。

同时需要关注的是：在拌和的过程中，水的用量要适当，只需要把砂石和水泥浸湿即可，借助压力将混凝土打压到喷射口，将速凝剂和水等材料混合进去，然后开展喷射作业。最终通过使用喷射的高强支护技术，可以在一定程度上加强矿顶和墙体的承载力，以此来保障矿道的安全。

2.4 管棚支护技术

管棚支护技术也能够有效加强围岩的稳定程度，确保巷道支护质量，这一技术的应用也有一些注意事项和限制性，必须要具备足够的作业空间，具体有以下几点: 第一，管棚工作室需要设立于巷道断面之上，同时通过开挖管棚孔洞的方式来加固管棚工作室。管棚工作室的设计要将围岩结构作为主要基准条件，结合围岩具体情况和变化因素来进行调整；第二，应用管棚支护技术时还要利用钢筋混凝土支架及金属支架等来提高整体强度，避免发生形变现象，也规避形变现象对于整体掘进支护带来的影响。同时，还要管理好支护所用到的材料，尽量在保证材料质量达到实际要求的基础上选取性价比高的材料，同时还要对材料进行有效的管理，外界影响因素对于材料质量的影响较为明显，因此材料管理也可以避免多数质量隐患。如一些木质支架受浸水现象影响较大，若浸水则很有可能导致腐烂现象，而木材遭遇明火也会导致明火燃烧的问题，严重的还可能会导致火灾。金属质支架材料面临的主要问题便是锈蚀，所以在掘进支护过程中一定要提高对于质量管理的重视，合理存放材料，并在存储管理过程中排除对材料质量带来影响的因素，从而避免材料腐蚀、锈蚀、氧化[3]。