采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)應(yīng)用

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［摘要］新時(shí)代下隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展進(jìn)步，新興的清潔能源已經(jīng)再漸漸的被人們用于生產(chǎn)生活中，但受困于我國(guó)科學(xué)在研究開發(fā)新興能源技術(shù)上的限制，我國(guó)在短期內(nèi)還難以將新能源大量應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活，因此我國(guó)目前為了保持經(jīng)濟(jì)繼續(xù)發(fā)展，保障人們生活，煤炭會(huì)被繼續(xù)開采以滿足需求。我國(guó)在煤礦的開采技術(shù)上正在不斷的隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而進(jìn)步，但在一些領(lǐng)域還是較世界頂尖先進(jìn)技術(shù)有一定的差距以及問題有待解決。只有將這些問題盡早地處理才能保證我國(guó)未來在煤炭開采方面能得以穩(wěn)定的、正確的、長(zhǎng)久發(fā)展。對(duì)目前我國(guó)在采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)方面存在的問題進(jìn)行簡(jiǎn)要研究分析。

［關(guān)鍵詞］采礦工程；巷道掘進(jìn)；支護(hù)應(yīng)用技術(shù)

1采礦工程巷道掘進(jìn)技術(shù)

施工人員在進(jìn)行采礦工程中的巷道掘進(jìn)的施工作業(yè)時(shí)，要熟練地掌握通過鉆眼進(jìn)行爆破這一常見施工技術(shù)，要做到能在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中有效的運(yùn)用當(dāng)?shù)叵碌南锏朗┕ぴ谶M(jìn)行總體規(guī)劃和全面設(shè)計(jì)工作時(shí)，施工人員可以做到同時(shí)啟用多臺(tái)施工鉆機(jī)進(jìn)行施工作業(yè)。與此同時(shí)，在進(jìn)行施工的過程中可以對(duì)施工所用到的相關(guān)技術(shù)以及施工所涉及的組織進(jìn)行充分的考慮，從而在對(duì)炮眼深度進(jìn)行鉆孔時(shí)可以做到有效的掌握。在使用鉆機(jī)進(jìn)行巷道向前掘進(jìn)的過程中，要充分考慮到礦層的具體厚度以及每個(gè)炮眼之間的距離間隔。相關(guān)的施工設(shè)計(jì)人員需要在項(xiàng)目前期在圖紙上對(duì)這些做出合理的規(guī)劃，在何處掘進(jìn)炮眼、炮眼深度為多少等都需要有精確的計(jì)算，隨后在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，對(duì)每個(gè)炮眼所處的位置都能有效的進(jìn)行定位，在做到遵守施工規(guī)范原則的前提下保證施工的質(zhì)量。通常情況下一般的非金屬礦層以及金屬礦層，其沿脈的穩(wěn)固性和外巷道的穩(wěn)固性相同，基于此原因，工作人員在進(jìn)行巷道掘進(jìn)的過程中，應(yīng)盡量的采用從單向進(jìn)行掏槽這一施工方案。如在掘進(jìn)到一定深度后，遇到的炮眼比較深，則需要現(xiàn)場(chǎng)人員根據(jù)實(shí)際情況做出具體調(diào)整。從炮眼的角度考慮，炮眼的斷面較小，在進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)就需要采用復(fù)合式的掏槽方式，當(dāng)遇到了軟弱夾層時(shí)，則需相關(guān)技術(shù)人員在夾層中進(jìn)行掏槽施工，通常施工人員布置在軟弱夾層中的三個(gè)掏槽眼，其傾斜角度在60°~90°之間。對(duì)于軟弱礦層，由于其斷面比較小，所以需要在掘進(jìn)時(shí)設(shè)置輔助炮眼進(jìn)行輔助。當(dāng)通過轉(zhuǎn)眼爆破這一方式順利的進(jìn)行了掘進(jìn)，開采出了礦產(chǎn)資源時(shí)，還需要對(duì)裝礦的過程進(jìn)行注意。裝礦這項(xiàng)工作既浪費(fèi)時(shí)間還浪費(fèi)人力物力，在實(shí)際中的裝礦現(xiàn)場(chǎng)，多數(shù)企業(yè)都使用到了STB-22L這一型號(hào)的扒裝機(jī)械。這款設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)在于其機(jī)動(dòng)的方式為履帶行走而并非輪胎行走，具備了良好的行動(dòng)靈活性、施工高效性、工作持續(xù)性等特點(diǎn)，非常適合在進(jìn)行掘進(jìn)施工時(shí)在斷面進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)。

2常見的掘進(jìn)方式分析

2.1綜合的機(jī)械化掘進(jìn)方式

該方式作為一個(gè)復(fù)雜的掘進(jìn)方式，其有一個(gè)系統(tǒng)組成，通常情況下需要由懸臂式的掘進(jìn)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、鉆機(jī)、相關(guān)的通風(fēng)設(shè)備和工程用電設(shè)施統(tǒng)一構(gòu)成。該系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的施工設(shè)備即為懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其掘進(jìn)機(jī)的質(zhì)量、工作效率、實(shí)際操控性能等決定著項(xiàng)目整體的工程進(jìn)度以及工程質(zhì)量。經(jīng)過幾年的發(fā)展，我國(guó)目前掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)制造行業(yè)已經(jīng)取得了飛速發(fā)展，可以滿足目前的市場(chǎng)需要。

2.2拋錨一體化的掘進(jìn)方式

該掘進(jìn)方式的建立基礎(chǔ)是錨桿的支護(hù)技術(shù)，作為一種高效率的掘進(jìn)設(shè)備，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于能將掘進(jìn)與支護(hù)做到有機(jī)結(jié)合，從而將會(huì)減少施工的整體時(shí)間該掘進(jìn)方式的研發(fā)應(yīng)用對(duì)于我國(guó)的礦業(yè)開采、巷道施工技術(shù)有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

3巷道掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

施工人員在進(jìn)行采礦施工時(shí)，當(dāng)進(jìn)行到爆破以及裝礦步驟時(shí)，工作人員首先需要將礦石通過扒裝機(jī)運(yùn)送到指定的設(shè)備之上。扒裝機(jī)在使用的過程中具有安全、高效等多種優(yōu)良特點(diǎn)，在通過掘進(jìn)過程中所使用的具體的掘進(jìn)機(jī)器的同時(shí)，配備與之相對(duì)應(yīng)的運(yùn)輸設(shè)備，進(jìn)而形成科學(xué)的、高效的、流水線化的施工作業(yè)模式，既提升了工程的整體施工效率，又確保了巷道施工掘進(jìn)的總體進(jìn)度。巷道的掘進(jìn)施工作為一項(xiàng)復(fù)雜化、系統(tǒng)化的施工項(xiàng)目，在進(jìn)行施工時(shí)需要配有專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)工程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，合理組織，確保巷道的絕對(duì)安全當(dāng)從巖石內(nèi)開辟出巷道后，施工人員要及時(shí)對(duì)已開發(fā)出的巷道做好支護(hù)工作。做好巷道掘進(jìn)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用將為未來的巷道支護(hù)技術(shù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4采礦工程中巷道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用具體要點(diǎn)

巷道的支護(hù)是進(jìn)行采礦作業(yè)時(shí)一項(xiàng)重點(diǎn)的施工內(nèi)容，只有保證了巷道的支護(hù)質(zhì)量，才能在接下來順利的進(jìn)行采礦，所以，采礦企業(yè)必須要強(qiáng)化對(duì)巷道支護(hù)的認(rèn)識(shí)，科學(xué)的掌握好進(jìn)行支護(hù)施工時(shí)的專業(yè)要點(diǎn)，切實(shí)保證好質(zhì)量，以滿足采礦作業(yè)要求。

4.1掌握臨時(shí)支護(hù)技術(shù)的要點(diǎn)

所謂臨時(shí)支護(hù)，即為滿足臨時(shí)的巷道掘進(jìn)施工而進(jìn)行的臨時(shí)性支護(hù)。為了保證好臨時(shí)支護(hù)的質(zhì)量要求，主要應(yīng)將重點(diǎn)放在以下幾大方面：一是要掌握支護(hù)所有各項(xiàng)原材料的特點(diǎn)。每種原材料都有屬于自己的獨(dú)特屬性，有著各自不同的有點(diǎn)以及缺點(diǎn)，在進(jìn)行施工時(shí)要保證各部位用料的安全合理性。如當(dāng)使用木料為原材料制成的木支架時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)就在于拿放輕便、安裝簡(jiǎn)單、制造難度系數(shù)低，缺點(diǎn)則在于遇突發(fā)情況時(shí)防火性較差，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低；當(dāng)采取以金屬為原料制成的防護(hù)支架時(shí)，有點(diǎn)則在于可重復(fù)進(jìn)行安裝使用，但成本要明顯高于木制支架，所以采用何種原料，需要施工單位從安全性、經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行綜合考量。另一方面則是要求企業(yè)落實(shí)支護(hù)細(xì)節(jié)。在進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)時(shí)，施工人員須嚴(yán)格按施工工序、規(guī)范流程做好支護(hù)后期的質(zhì)量檢查，嚴(yán)禁使用質(zhì)量不過關(guān)，檢驗(yàn)不合格的支護(hù)材料。

4.2掌握永久性支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)

永久性支護(hù)即為進(jìn)行支護(hù)施工作業(yè)后需要長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行使用，該技術(shù)具體包括了錨桿支護(hù)技術(shù)、混凝土支護(hù)技術(shù)、預(yù)留煤柱支護(hù)技術(shù)等多種技術(shù)。

4.2.1錨桿支護(hù)技術(shù)

在應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)時(shí)，為了保證施工的質(zhì)量，應(yīng)要學(xué)會(huì)處理軟巖巷道回采支護(hù)的問題，要對(duì)所用的支護(hù)網(wǎng)進(jìn)行強(qiáng)化，在薄弱的部位添加錨梁支護(hù)操作，這樣做即可大幅度的提升圍巖表面的支撐約束能力。當(dāng)在實(shí)際操作中面臨復(fù)雜情況時(shí)可以進(jìn)行重復(fù)操作，因此，最終的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)支撐保護(hù)的強(qiáng)度。其次在使用該技術(shù)時(shí)，要用與之配套的錨桿支護(hù)體系，為了保證高質(zhì)量的支護(hù)效果，要對(duì)施工所用到的螺母質(zhì)量嚴(yán)格檢查，確保精確度高，每個(gè)螺母都要采用和錨桿配套的專用螺母，已獲得整體抗壓效果的提升。為了以防工程施工完成后變形，需要對(duì)錨桿的托板進(jìn)行加厚，以此來增強(qiáng)托板在使用中的抗壓效果，保障實(shí)際情況下的無風(fēng)險(xiǎn)使用。目前在全球的采礦行業(yè)范圍之內(nèi)，錨桿支護(hù)技術(shù)成為提高礦山開采產(chǎn)量的一項(xiàng)關(guān)鍵性因素。

4.2.2混凝土支護(hù)技術(shù)

該技術(shù)的主要技術(shù)原理為通過噴射混凝土進(jìn)而形成混凝土支架，再結(jié)合上述所提到的錨桿錨桿支護(hù)技術(shù)聯(lián)合使用，這樣的施工方法將對(duì)圍巖起到非常好的固定，能盡可能地有效防止巖石脫落。在實(shí)際施工時(shí)應(yīng)注意以下具體細(xì)節(jié)：噴射混凝土的設(shè)備擺放要合理，施工人員能否對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理科學(xué)布局，關(guān)系著施工效率以及質(zhì)量；還要求施工時(shí)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)操作流程進(jìn)行，在掘進(jìn)工作完成后首先安防臨時(shí)支柱，隨后進(jìn)行混凝土噴射施工，當(dāng)達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求時(shí)進(jìn)行錨桿的安裝工作，在這過程中要注意細(xì)節(jié)部分的處理，最后，再用經(jīng)過錨網(wǎng)噴射混凝土的方式，對(duì)金屬網(wǎng)的整體強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化，確保支護(hù)達(dá)到預(yù)期效果。

4.2.3預(yù)留煤柱支護(hù)

由于一條巷道其下區(qū)段在回風(fēng)的區(qū)域，上區(qū)段在運(yùn)輸?shù)膮^(qū)域，所以在這兩個(gè)區(qū)段都要進(jìn)行煤柱預(yù)留作業(yè)。這種支護(hù)形式比較簡(jiǎn)單易操作，對(duì)巷道的順利向外排水以及及時(shí)通風(fēng)都有著明顯的效果，但所需安裝經(jīng)費(fèi)較多。為了保證施工進(jìn)程的安全，避免巷道的底部因?yàn)槊褐蔚倪^程出所產(chǎn)生的壓力擠壓而影響到了巷道整體的安全，施工人員要在施工前合理的控制好煤柱間寬度，防止出現(xiàn)安全隱患。

4.2.4預(yù)制鋼筋混凝土支護(hù)

預(yù)制鋼筋混凝土技術(shù)的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)在于其支護(hù)的強(qiáng)度高，施工成本較低，但缺點(diǎn)在于政總體質(zhì)量偏大且不可伸縮。在實(shí)際的巷道支護(hù)中吊環(huán)式的前探梁最為常見。實(shí)際施工中為了確保施工的質(zhì)量安全，工作人員需要注意以下2方面：一方面，技術(shù)人員首先要確定出最科學(xué)的長(zhǎng)度以及最合理的布置間距，隨后用3根吊掛前探支架將其在巷道中平行的布置；另一方面，為了確保固定質(zhì)量，通常情況下固定點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)超過兩個(gè)，在固定的過程中要對(duì)其進(jìn)行加固操作，實(shí)現(xiàn)固定的絕對(duì)牢固。

4.2.5金屬支架巷道支護(hù)

金屬支架其強(qiáng)度大且經(jīng)久耐用，在使用時(shí)拆裝較為方便，可進(jìn)行重復(fù)利用。金屬支架既能作為永久性的支架也可作為臨時(shí)性支架。通常情況下，金屬支架的制造常用到3號(hào)或5號(hào)工字鋼、鋼軌以及特殊鋼等。背板的制造材料需要結(jié)合使用的年限進(jìn)行具體考慮，可使用混凝土預(yù)制板或木板進(jìn)行制造。

4.2.6木支架巷道支護(hù)

在進(jìn)行實(shí)際的巷道支護(hù)時(shí)，使用木支架具有總體質(zhì)量輕、加工方便快捷、架設(shè)簡(jiǎn)單等優(yōu)良特點(diǎn)，但木支架存在著一定的缺點(diǎn)，如防火性差、強(qiáng)度低以及使用年限短等問題，最為關(guān)鍵的是無法有效避開巖石風(fēng)化現(xiàn)象。

4.2.7石材支架巷道支護(hù)

石材支架的制造主要運(yùn)用到了鋼筋混凝土、石塊、磚等原材料。石材支架作為一個(gè)連續(xù)體，其能有效的防止巖石風(fēng)化的作用，且該種支架加固、具有極高的強(qiáng)度、耐用性高，但施工過程中所支出的人工費(fèi)、原料費(fèi)等較高，在一定程度上增加的工程建設(shè)成本，因此該技術(shù)只在部分服務(wù)年限要求較長(zhǎng)或低壓較大的巷道中應(yīng)用。

5結(jié)束語

巷道的掘進(jìn)和支護(hù)關(guān)系著采礦工程的整體安全，是采礦工程中的關(guān)鍵內(nèi)容，為了能保證順利的采礦，各采礦單位必須要時(shí)刻加強(qiáng)對(duì)掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的深入研究，并且對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化采場(chǎng)的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，生產(chǎn)工藝流程等，參照以往總結(jié)出的施工經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合現(xiàn)實(shí)中具體的施工要求，切實(shí)保障好施工的質(zhì)量，效率要求。企業(yè)應(yīng)牢牢將安全這核心觀念放在首要位置，注重巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)，建立合理的檢測(cè)體制，完善工程安全規(guī)范，在具體的施工環(huán)節(jié)中注意細(xì)節(jié)的把握，最終力求實(shí)現(xiàn)我國(guó)的采礦行業(yè)在新的時(shí)展背景下能安全、平穩(wěn)、高質(zhì)量發(fā)展。

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作者：李元元 單位：河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院資源環(huán)境系