煤礦巷道掘進施工及支護技術(shù)

       在我國經(jīng)濟快速發(fā)展以及對各種能源的需求量在不斷增加的形勢下，由于煤炭資源一直以來是我國的主要能源形式之一，因此也對煤礦開采作業(yè)量和作業(yè)效率提出了更高的要求。但是眾所周知，煤礦開采具有較高的危險性，尤其是在目前煤炭市場的競爭更加激烈的同時，也對煤礦開采的效率和經(jīng)濟性提出了較高的要求。這就需要在對煤礦巷道掘進施工方式進行合理選擇和應用的同時，通過支護技術(shù)的應用來保證煤礦作業(yè)安全的同時，實現(xiàn)煤礦開采效率和開采量的提升，提高煤礦開采作業(yè)的經(jīng)濟效益。
　　1 煤礦巷道掘進方式與施工技術(shù)特點
　　 目前煤礦巷道掘進過程中所采用的掘進方式主要有綜合機械化掘進和掘錨一體化掘進兩種方式。對于前者來說，此系統(tǒng)的組成比較復雜，主要有鉆孔設(shè)備、掘進設(shè)備、傳輸設(shè)備以及通風設(shè)備和電子設(shè)備等組成，此種掘進方式不僅對整個掘進系統(tǒng)的運行產(chǎn)生直接影響，而且也直接決定掘進工作效率和施工進度。而對于后者來說，其主要的優(yōu)點就是可以實現(xiàn)掘進時間的節(jié)省，是在錨桿支護技術(shù)的基礎(chǔ)上將掘進施工和巷道支護進行結(jié)合的掘進施工方式。
　　2 煤礦巷道掘進施工及支護技術(shù)中存在的問題
　　 （1）掘進施工工藝不合理的問題。在掘進施工中采用鉆爆法的概率比較高，此種方法的掘進速度較慢，但是仍然會造成對巖體應力的破壞。而且在支護技術(shù)的應用中，不僅會通過錨噴支護來開展對煤礦巷道的有效支護，但是在應用過程中也表現(xiàn)出具有較低的施工質(zhì)量等缺陷問題。而且在鉆爆法的應用中也存在具有較大難度的對藥量進行控制的問題，還有就是存在鉆爆點的布置位置不正確等問題，這就會對整個巷道的施工以及支護效果產(chǎn)生影響。
　　 （2）地質(zhì)構(gòu)造存在異常的問題。由于煤礦采掘作業(yè)現(xiàn)場不同其存在不同的地形和地質(zhì)條件，這就可以在合適的地質(zhì)條件下對掘進施工進度進行適當提高。但是在遇到變化較為嚴重的地質(zhì)構(gòu)造情況時則會對掘進施工質(zhì)量造成影響，尤其是遇到褶曲斷層的地形結(jié)構(gòu)時，更是會有存在較大的煤巖厚度變化情況而增加煤礦巷道的掘進難度。這還會降低掘進施工和支護的穩(wěn)定性，造成在煤礦巷道掘進中出現(xiàn)坍塌和垮落等安全和質(zhì)量事故的發(fā)生。
　　 （3）安全技術(shù)不足的問題。煤礦巷道圍巖本身存在較差的可靠性和穩(wěn)定性，而且由于結(jié)構(gòu)較為復雜，增加了掘進施工和支護的難度，導致在掘進施工中容易出現(xiàn)巷道位移以及變形等問題。尤其是在遇到巖層較為松軟的煤礦巷道時，如果存在巷道的安全防護技術(shù)水平較低的現(xiàn)象以及采用的掘進或者防護措施不夠合理和恰當，不僅會無法滿足施工要求，而且還需要在后期進行多次返修情況。此外，在煤礦巷道施工中出現(xiàn)巖體遇水的情況時也會增加巷道承受的壓力而導致膨脹和變形問題的發(fā)生，造成對巷道支護結(jié)構(gòu)的損壞。甚至在經(jīng)過出現(xiàn)遇水的情況時還會造成頂板脫落的問題，且在煤礦巖層節(jié)理和層理的因素下會出現(xiàn)片幫、頂板裂縫增多以及出現(xiàn)冒頂事故等危害人員生命安全等事故的發(fā)生。
　　3 煤礦巷道掘進施工及支護技術(shù)的有效性策略
　　 （1）煤礦巷道掘進施工策略。首先，就是煤礦巷道施工中的膠帶傳輸是比較重要的環(huán)節(jié)，而且其所應用的膠帶傳輸系統(tǒng)與其他普通的絞車類傳輸方式存在較大的不同。主要的特點就是表現(xiàn)出在傳輸過程中具有較高的穩(wěn)定性和安全性的特點，而且也實現(xiàn)了大量人力的節(jié)省以及各種設(shè)施配件和電能耗費的減少，對其進行檢修維護也比較方便。其次，就是需要應用通風和防塵系統(tǒng)來確保掘進的安全性。這主要是由于在煤礦掘進過程中會存在大量有毒有害氣體噴出的現(xiàn)象，這就需要做好掘進施工中的通風措施來確保人員作業(yè)安全。目前煤礦巷道掘進中通常采用通風機作為主要的通風設(shè)備，這就需要在對通風機進行選擇時要保證其風筒直徑滿足工作區(qū)域的要求。而且還要在擺放風筒時要控制與作業(yè)區(qū)域之間的距離，避免其運行中出現(xiàn)漏風的問題，保證巷道的通風要求。此外，針對通風機的操控盡量采用人工的方式來保證其運行的穩(wěn)定性，并且定期對其進行測驗。
　　 （2）煤礦巷道掘進支護技術(shù)。針對目前煤礦巷道掘進支護技術(shù)應用中存在的問題，首先需要對支護安全管理進行加強。在此過程中不僅需要對技術(shù)管理工作進行加強，提高對頂板管理工作的重視，還要對分管負責人和業(yè)務部門進行明確，對足夠的專業(yè)技術(shù)人員進行配備，對有關(guān)規(guī)章制度進行健全和完善且對崗位責任進行明確。此外還要對礦井地質(zhì)勘探和礦壓觀測工作進行加強，通過對煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造、頂?shù)装鍘r性、其他物理力學參數(shù)和礦壓規(guī)律等因素的掌握來開展頂板管理工作。最后還要做好支護質(zhì)量的檢查和確保，做好對巷道頂?shù)装逡苿恿康挠^測，加強對作業(yè)人員頂板管理的相關(guān)培訓，提高其頂板事故防范意識和能力的提升。
　　 其次就是要對支護形式進行合理選擇。針對頂板平整施工巷道來說可以采用錨桿+錨索+金屬網(wǎng)+噴漿聯(lián)合永久支護的方式。針對破碎、軟巖巷道頂板可以采用注射馬麗散與催化劑混合液及施工撞楔超前支護方式，然后再進行錨桿+錨索+金屬網(wǎng)+噴漿聯(lián)合永久支護方式。針對過斷層帶等地質(zhì)構(gòu)造及頂板壓力大時，采用架設(shè)鋼棚永久支護方式。而在掘進機掘進時，可以針對空頂距離在3～5m的情況，進行一套絲杠式前探超前支護對空頂處進行臨時維護的設(shè)計。