采矿工程巷道掘进和支护要点分析

2021-04-11

当代化工研究 2021年6期

（山西省煤炭建设监理有限公司山西 030012）

引言

众所周知，在采矿过程中最为重要的环节和输出通道就是巷道。因此，如果在采矿过程中，巷道出现了任何安全隐患，都有可能导致整个采矿工程置于危险的环境之下，影响到开采工作的顺利进行，同时也有可能会威胁到工作人员的生命财产安全。我们有必要对影响巷道掘进速度的相关要素进行分析和研究，找出最为安全稳妥的巷道掘进方式，促进采矿工程领域获得更加长远的发展。

1.巷道掘进和支护技术在采矿工程中的作用和价值

采矿工作在开展之前，工作人员必须要重视巷道掘进工作的开展，维护巷道掘进工作的安全性，保证在开工的过程中工作人员的人身安全不受到威胁。如果能使用较为先进的支护技术，就能保证巷道掘进工作能够在相对的稳定的环境中运行。因此，在进行巷道掘进施工过程中，必须要保持采矿巷道的环境安全，推动后续采矿工作有序进行，在这里我们必须要意识到一个现实的问题，在进行巷道掘进作业过程中往往要面临较为复杂的地下环境，如果地下存在较多的软岩土，那么在巷道掘进施工的过程中就容易出现塌方事故，威胁到生命安全。施工人员要强化支护技术的具体运用，重视决定工作的安全保障，优化工作方式，丰富支护技术的实际使用范围，这样才能为整个采矿工作提供较为安全的施工环境。

2.巷道掘进不同施工方法简述

在采矿工程巷道掘进的过程中，工作人员必须要因地制宜，认真勘查采矿现场的地质和水文条件，确定合理的巷道掘进方案。在开展巷道掘进工作之前，必须要认真的做好现场的勘察工作，对掘进的方式进行合理的筛选。比如，对于较厚的岩石层可以采用钻眼爆破的掘进方式。这种方法主要是在岩石上凿出缺口之后，在切口中放置炸药完成巷道掘进施工[1]。运用这种方式采取施工，工作人员应当首先对整体的施工方案进行大体的计划和安排，设计施工环节，在切口中放置炸药时，施工人员要做好前期准备工作，科学的分析岩石层具有多大的承受能力，以此来确定炸药的剂量。之后还要根据切口的尺寸对不同接口之间的距离加以测算，这样才能够让爆炸的效果达到预想。除此之外，框的厚度和切口尺寸有一定的联系，工作人员要根据不同的矿产类型计算出有关的数据，为掘进工作提供参考。比如矿层的硬度较小，则可以采用单向掏槽的方式展开掘进工作，如果接口的尺寸和断面不符合这一类方法应当具有的参数标准，则工作人员必须要选择其他的方案，不能够强行的进行单向掏槽。同时，矿产的分布可能会处在任何一个位置，工作人员如果没有办法判断夹层的具体方位就可以采用掏槽的方式解决以上问题，帮助巷道掘进工作继续进行。

3.影响巷道掘进的因素分析

(1)围岩的强度

在采矿工程中，围岩的坚硬与否决定了巷道能否提供支撑保护。在这个过程中，工作人员如果想要加大围岩的硬度，可以使用锚杆支撑技术，在一定程度上可以提高围岩的支撑强度[2]。对于采矿中的围岩来说，它可以通过巷道的负载能力来判断地应力，相应的，如果围岩的承载能力比较强，地应压力也会更大，这个时候就需要减小顶板的位移，起到保护和支撑的功效。因此，在巷道掘进的过程中使用类似于锚杆支撑技术的支护技术之前应当要对采矿工程的围岩强度进行科学的分析。

(2)地质条件因素

地质条件因素也是影响巷道掘进速度的因素之一，并且是关键因素。在采矿工程中，地质环境较为复杂，具有一定的综合性和自然性。另外一方面，巷道掘进工作还有可能会由于地质条件因素面临多种困难，比如，岩石本体变硬、地下储水量增多，这些情况下如果工作人员强行进行巷道掘进工作，就会使工程困难重重，也会使支护技术无法使用，对于整个工程的安全进行尤为不利，严重的可能会造成瓦斯气体泄漏等严重的安全责任事故，因此在巷道掘进工作开展之前，工作人员必须要采取多种方式，科学的探测采矿区域以及周边地区的地质水文条件情况，在具体巷道掘进的过程中，采取循序渐进的方式科学掘进，提高工作效率，为采矿工作提供安全保障。

(3)地应力的影响因素

矿山压力是采矿工程进行中最为严重的安全隐患，受到地应力的影响，采矿工程操作不当有可能会导致岩体位移，进而导致地下岩石层坍塌，发生严重的塌方事故[3]。因此在采矿工程巷道掘进的过程中，若要避免出现以上的问题，工作人员在使用支护技术时就必须要做好保护工作，支撑岩石层，防止出现塌陷现象，对于采矿区域做好整体的保护，为采矿工程提供较为安全的操作环境。

4.采矿工程巷道掘进工作的开展原则

(1)防尘和通风

采矿工程的巷道掘进应当做好通风和防尘两大工作，这也是最首要的原则，做好通风和防尘最主要的目的是在采矿时保证气流的流通顺畅，避免粉尘聚集，为工作人员进行巷道掘进工作维护基本的空气条件。如果工作人员在采矿作业时，周围的空气粉尘含量超标，长时间在这样的环境中工作很容易患上尘肺等疾病，给身体健康造成危害，这就要求采矿工程有关单位和技术部门在思想上要关注巷道掘进工作的通风和防尘工作，将安全生产责任意识落实到位。具体而言可以通过以下几个方面达到这一目标：第一个方面，要采取科学的计量方式测算出地下巷道口的风量和风压等要素，对于通风计的种类和数量加以确定；第二个方面，在使用机器进行防尘和通风工作时，设计人员需要试验机器性能是否合格，如果机器运转之后能够使空气符合质量标准，则可以进行投放和使用，保障通风防尘工作顺利进行。

(2)排放瓦斯气体

在采矿工作中，巷道掘进工作不仅要保证效率，还必须要保证巷道掘进工作能够安全的进行，因此工作人员必须要重视瓦斯气体的排放浓度，对此进行科学的测量，如果采矿巷道中瓦斯气体浓度超标，就有可能会出现重大的安全事故，造成中毒或爆炸。因此，在采矿工程巷道掘进工作中，瓦斯排放工作非常重要，要做到这一点，可以从以下几个方面入手：首先，工作人员应当为采矿工作者创造空气流通的环境，使采矿巷道之类的气流能够实现顺畅的交换，必须要保证空气环境、空气质量达到标准，防止由于瓦斯气体堆积，造成安全事故；其次，采矿工程有关企业应当安排专业检测人员对一定时期之内的巷道瓦斯气体浓度进行测量和确定，为后续的瓦斯气体排放工作提供参考。

(3)掘进技术要有针对性

对于巷道掘进工作来说，工作人员必须要根据岩层的硬度和厚度，采用具有针对性的掘进技术，这样才能使巷道掘进工作顺利的运行。如果岩层的硬度比较大，经常采用的方式是钻眼爆破法，这时工作人员需要准备好炸药和钻研工具，在完成这一系列操作之后，工作人员需要将炸药放置在洞眼中，之后还要注意通风和放炮工作，如果岩石硬度较小，例如在软岩中进行巷道掘进，那么主要采用的方式是支护的方法进行岩石挖掘。总之在巷道掘进的过程中，如果必须要采用爆炸的方式进行决定，要么工作人员要控制爆炸的时间，清理爆炸现场，达到预期的巷道掘进效果。

5.巷道支护技术的主要方法

(1)预制钢筋混凝土支护

预制钢筋混凝土技术所消耗的成本较小，但是其实际使用也存在一定的缺陷，比如承重力较小、伸缩性较差。当前，在地下巷道支护技术中，工作人员较为常用的是吊环型前探梁技术，这一技术能够给巷道掘进工作提供安全保障。首先，工作人员要确定相关的长度参数，在地下巷道中设置吊挂前探支架，其次，保证有两个以上的受力点为加固设施提供稳定的着力。

(2)锚杆支护技术

锚杆支护技术一般来说会运用在永久支护工程中。首先，工作人员要科学的计算杆体抗拉和抗剪的承受力，确保锚杆符合质量标准，同时要根据巷道的综合情况计算出锚杆之间应当具有的间距。其次，工作人员还应当将托板的厚度进行强化，防止托板变形，导致巷道掘进工作出现安全事故。除此之外，在锚杆支护技术的运用中，工作人员还应当对整个掘进工程的整体过程进行全面的监测和观察，及时解决问题，维护支护技术的安全使用。

(3)混凝土支护

在混凝土支护中，通常会将喷射混凝土和锚杆支护共同运用，采取这样的方式可以强化岩层巷道的硬度和承受能力。具体操作中，首先工作人员需要对喷射装置进行合理科学的布置，保证混凝土支护技术能够顺利的运用。其次，建议在进行巷道掘进之后设计出临时使用的锚杆，将喷射混凝土设置在标准的范围之内；除此之外，工作人员还要对金属网的强度进行强化，保护混凝土支护技术能够达到预期的效果。

(4)全螺纹锚杆支护

全螺纹锚杆支护也是经常运用采矿工程中的措施之一。全螺纹锚杆技术和普通的支护技术相比出现问题的概率较小，因此使用范围较广。全螺纹锚杆技术能够通过二次紧固螺纹加工提高锚杆的强度，同时，它的界面并不脆弱，在使用的过程中的侧压力不会给全螺纹锚杆造成断裂的风险。除此之外，全螺纹锚杆跟其他的支护技术相比，投入的资金成本较小，适用范围也较广，普遍适用于大多数采矿工程的巷道掘进工作。