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浅谈煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

2021-03-16郑意波

中国应急管理科学 2021年9期
关键词:支护技术巷道工程建设

摘要:随着煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术施工的要求愈加严格,对煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的施工设计标准要求高,导致技术施工任务艰巨,技术施工决定整体的施工进度。如何根据煤矿地区的不同气候和特点,将大型煤矿巷道采矿工程采用巷道开挖掘和道路支护施工技术针对施工项目进行更加科学、合理的施工组织和规划安排,实现煤矿工程项目快速、优质建设已经成为煤矿施工单位普遍最为关注的一个焦点。

关键词:煤矿采矿;巷道;支护技术;工程建设

中图分类号:TD353;TD263

一、当前煤矿巷道掘进和支护技术的发展现状

在我国针对基于煤炭岩石矿井采掘开采的各种巷道布置技术设施布置设计方面也不断探索得到了重大技术创新,从以往基于矿山岩石矿的煤炭矿井开采集中巷的一种巷道布置技术设计工作方式已完全改变为形成了基于煤炭采矿开拓开掘采矿工程巷道和基于煤炭开掘采准开挖采矿工程巷道两种技术布置的有机结合设计方式,增加了基于岩石矿井煤巷巷道在我国煤炭采矿井巷采掘开采采矿工程建设项目中的实际使用面积比例。我国巷道建筑中的巷道多为各种长方和圆拱形,而且由于单方形和圆拱型对于巷道的建筑交通运输形状处理挖掘效率无疑远远的要高于其他长方拱形,因此对于巷道建筑形状的挖掘处理及其转变巷道挖掘也是其中一步;在目前我国建筑巷道形状处理转变挖掘中多多数数所采用的挖掘方式也都是一个单方形拱型巷道,这样给建筑巷道内的通风以及建筑巷道内的积水等等出现问题的巷道挖掘处理过程中都带来了巨大的和技术上的挑战,因此在目前我国巷道挖掘建筑巷道形状过程中已经从一个单方形拱型巷道的转变成了多方形拱型巷道。当前,由于当地地质岩层的持续移动速度关系,巷道将来可能会持续受到各种不同自然环境应力的严重侵蚀挤压,为了有效率地防止这些应力巷道将来发生墙体崩坍、破坏等各种安全问题,需要专家提前研究做好各种巷道相应的利用巷道基本支护基础设施前期预留以及利用巷道基础支护设施预留应用技术的其他各种方式选择。

二、煤矿道路巷道开挖掘进和道路支护技术化应用问题

1.工程技术问题

在采煤开采掘进过程中主要采用的两种炮采方式主要分为大型炮采和综采,炮采方式是在长壁三个工作面中连续执行,主要开采过程部分是采用破碎运煤、装卸采煤、运煤和钻研支护掘进技术,炮采中的工作面主要设备齐全安装简单,钻研掘进技术主要采用卧式煤车和电钻,它主要是通过多台卧式煤车和电钻的不同运送管道进行并在施工现场准备,通过数据分析和综合计算,确保大型炮眼和大深度钻探掘进的顺利实现。

2.软岩问题

在目前我国所有煤矿人工开采软岩层面其中的微软岩层多为变质软岩,而煤矿软岩层又可以细分为煤矿地质工程软岩和采矿工程软岩两大软岩类别。而不同的软质硬岩层次也会随着开采时间的不断推移,在不同地质适应力和地质水理力的作用下会显现出不同的地质表现力和效果,给煤矿施工过程造成巨大地质影响,所以在煤矿软岩开采建设过程中施工应根据煤矿软岩的地理分布及地质特性情况做出合理的施工方案设计安排和结构调整。

3.应力

山体的地下岩层受到压力的直接影响作用及其可能对社会造成危害及其影响涉及到地下巷道内的煤炭和铁矿的生产开采,如果各种类型煤矿人工工程材料层的填充及所使用的煤层支撑物、煤层、岩层在各矿种煤矿上层和地下压力场的相互作用下容易直接出现高度挤压后的应力变形发生移动变形或者高度集中的应力移动变形现象,若此时不能及时有效采取措施妥善处理这种应力变形移动现象,则极有可能甚至会造成严重危害影响重大煤炭工程生产材料,开采安全生产工作,甚至还有可能直接造成重大煤矿工程施工材料生产开采安全事故,威胁一切涉及人的生命财产安全。

三、煤矿巷道掘进技术的应用

1.综合机械化掘进

目前,我国已经成功通过自主创新开发设计研制了数十种不同综合掘进技术型号的高效采煤岩石巷道掘进综合技术掘进机,形成了三种高效巷道采煤岩石巷道综合掘进以及综合工程技术工艺掘进机三种可广泛应用的新掘进技术,包括三种岩石式高效采煤巷道和岩石石油巷道综合掘进以及综合工程技术工艺掘进以及三种技术化高效采煤巷道掘进综合技术掘进、半岩高效采煤半岩巷岩石巷道掘进综合技术掘进以及技术化高效采煤巷道掘进综合技术掘进、全岩巷高效巷道采煤岩石巷道综合掘进以及综合工程技术工艺掘进以及三种技术化高效采煤巷道掘进综合技术掘进。其中目前为止我国正在推进新型煤巷综合化掘进技术新型掘进机的关键技术主要类型包括燃煤掘进由采用悬臂式电动化的采煤方式技术化的掘进机、转载机、电动式采煤钻机及各种新型号的电力设备等,其中新型号的悬臂式电动采煤技术掘进机在整个我国煤矿施工作业安全管理推进过程中一直以来起着至关重要的技术推动力和作用。

2.连续采煤机快速掘进技术

连续自动掘进采煤机快速自动煤巷掘进复合同步工艺技术也就是以连续自动掘进采煤机快速掘进同步作为动力活动方式主导,掘进与自动式和支护式采煤机掘进平行的自動掘进同步技术,这种自动掘进同步技术特别适用于那些大面积煤巷断面大的工程煤巷,因为在那些大面积煤巷断面大的工程煤巷中只有充分采用这种自动掘进同步技术方法才能更加的有利于大大提高工程煤巷运输工作效率,实现工程煤巷掘进挖掘机与煤巷运输工作施工流程一体化,减少了因大面积煤巷断面对整个工程煤巷运输工程进度的巨大变动影响,并且长期以来使用这种自动掘进技术方法也更加的有利于运输施工工作流程的更加清晰简洁化,减少了运输施工整个过程的巨大人力损耗及整个工程后期人力物力的巨大成本消耗。

3.掘锚一体化掘进

掘锚支护作业锚杆机组一般可以分为同时进行可以直接实现自动掘锚作业支护加工作业的自动锚杆支护机组和可以实现先自动截断掘锚后再切割后自动掘锚作业支护的非自动掘锚支护作业锚杆机组。同普通通用机械驱动掘进机的驱动应用技术主要应用领域相比,掘锚掘进驱动应用技术的机械掘进应用领域覆盖范围更广、使用更加方便快捷,很大一定度的程度上大幅度地增加了机械掘进机的工作效率及大大减少了掘进人力资源损耗。但目前而言,我国这类的大型燃煤发电机组极少,这也是我们这个国家正在推动现代煤矿煤炭工业持续发展重大战略中所朝向的一个重要工业发展战略步骤。

四、煤礦支护技术的应用

1.锚喷支护

锚喷支护金属复合材料这种新型技术的最大主要性能及其特点主要之处就是在于它更好地能够保证材料具有密实的和高强抗应力粘性、及时性、可分性、组合性、科学性、经济性、适应性以及使用安全性和自动封闭性等。支护技术形式及其使用道路技术支护形式的类型选择各种技术形式类型的的选取主要来说也就是根据各种实际类型使用道路情况确定下来综合进行的和综合适宜选取的,因为各种类型使用锚喷支护道路技术使用形式及其使用维护技术本身也就因其具有这些极其独殊性的技术特性所以主要广泛适用于各种类型道路使用的在道路技术维护中以使用年限相对较长、封闭、土质松散及长期发生堆积沙土时的土质老化变形以及遭受地面严重挤压等等各种条件进行维护技术为主的大型使用道路维护例如路口巷道等,同样的各种类型使用锚喷支护道路技术使用形式及其使用维护技术也就有可能会因其本身具有不同需要更新和综合适宜的各种类型使用道路维护技术条件,这就我们常常需要因地制宜,分析各种实际使用情况,选择合理的各种锚喷支护技术形式使用技术。

2.锚索支护

锚索作用力和运动支护的作用运动力和作用力不但主要直接作用于岩层整块主体岩层中的主体岩块表面,而且主要直接作用于岩层主体整块岩层内部。锚喷支护内侧巷道离层技术的整体设计应用关键在于与上部坚硬稳定的离层硬质墙体岩层的结构紧密结合以有效率地避免整个支护巷道内侧离层顶板内部内侧离层及其他整个巷道内部离层顶板内侧离层结构整体的严重应力下沉与岩层整体严重垮落。在实际这种搜索墩的应用中在这种搜索墩的锚端底部也是使用了专门的一种锚索墩座或者一种锚索墩托盘,并且锚索底部也是使用高强型的一种高性能金属复合材料,这样就充分保证了锚索强度的稳定足够。所以应用锚喷支护应用技术在实际锚喷支护应用过程中更是起到了很大的促进作用。

五、结语

综上所述,煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术施工在建筑工程整体进程当中起到了至关重要的作用。应用土层支护等先进技术手段有效保障我国煤矿地下采矿工程土层巷道开挖掘进和土层支护隧道工程的建设顺利进行,提升我国整体建筑工程质量,促进我国建筑行业的健康和可持续发展。

参考文献:

[1]张进佩.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J]. 石化技术. 2019(04)

[2]甄向宇.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用研究[J]. 科技视界. 2019(10)

[3]赵寿.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J]. 山东工业技术. 2018(17)

作者简介:郑意波(1991-)男,汉族,本科,采煤助理工程师。

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