煤礦巷道掘進(jìn)施工及支護(hù)技術(shù)的有效性策略研究

      在目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及對(duì)各種能源的需求量在不斷增加的形勢(shì)下，由于煤炭資源一直以來是我國(guó)的主要能源形式之一，因此也對(duì)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(xiǎn)性，尤其是在目前煤炭市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈的同時(shí)，也對(duì)煤礦開采的效率和經(jīng)濟(jì)性提出了較高的要求。這就需要在對(duì)煤礦巷道掘進(jìn)施工方式進(jìn)行合理選擇和應(yīng)用的同時(shí)，通過支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用來保證煤礦作業(yè)安全的同時(shí)，實(shí)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(jì)效益。
　　2 煤礦巷道掘進(jìn)方式與施工技術(shù)特點(diǎn)
　　 目前煤礦巷道掘進(jìn)過程中所采用的掘進(jìn)方式主要有綜合機(jī)械化掘進(jìn)和掘錨一體化掘進(jìn)兩種方式。對(duì)于前者來說，此系統(tǒng)的組成比較復(fù)雜，主要有鉆孔設(shè)備、掘進(jìn)設(shè)備、傳輸設(shè)備以及通風(fēng)設(shè)備和電子設(shè)備等組成，此種掘進(jìn)方式不僅對(duì)整個(gè)掘進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生直接影響，而且也直接決定掘進(jìn)工作效率和施工進(jìn)度。而對(duì)于后者來說，其主要的優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)時(shí)間的節(jié)省，是在錨桿支護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上將掘進(jìn)施工和巷道支護(hù)進(jìn)行結(jié)合的掘進(jìn)施工方式。
　　3 煤礦巷道掘進(jìn)施工及支護(hù)技術(shù)中存在的問題
　　 （1）掘進(jìn)施工工藝不合理的問題。在掘進(jìn)施工中采用鉆爆法的概率比較高，此種方法的掘進(jìn)速度較慢，但是仍然會(huì)造成對(duì)巖體應(yīng)力的破壞。而且在支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用中，不僅會(huì)通過錨噴支護(hù)來開展對(duì)煤礦巷道的有效支護(hù)，但是在應(yīng)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(yīng)用中也存在具有較大難度的對(duì)藥量進(jìn)行控制的問題，還有就是存在鉆爆點(diǎn)的布置位置不正確等問題，這就會(huì)對(duì)整個(gè)巷道的施工以及支護(hù)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(chǎng)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(duì)掘進(jìn)施工進(jìn)度進(jìn)行適當(dāng)提高。但是在遇到變化較為嚴(yán)重的地質(zhì)構(gòu)造情況時(shí)則會(huì)對(duì)掘進(jìn)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(shí)，更是會(huì)有存在較大的煤巖厚度變化情況而增加煤礦巷道的掘進(jìn)難度。這還會(huì)降低掘進(jìn)施工和支護(hù)的穩(wěn)定性，造成在煤礦巷道掘進(jìn)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(fù)雜，增加了掘進(jìn)施工和支護(hù)的難度，導(dǎo)致在掘進(jìn)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(shí)，如果存在巷道的安全防護(hù)技術(shù)水平較低的現(xiàn)象以及采用的掘進(jìn)或者防護(hù)措施不夠合理和恰當(dāng)，不僅會(huì)無法滿足施工要求，而且還需要在后期進(jìn)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(shí)也會(huì)增加巷道承受的壓力而導(dǎo)致膨脹和變形問題的發(fā)生，造成對(duì)巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)的損壞。甚至在經(jīng)過出現(xiàn)遇水的情況時(shí)還會(huì)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(huì)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。
　　4 煤礦巷道掘進(jìn)施工及支護(hù)技術(shù)的有效性策略
　　 （1）煤礦巷道掘進(jìn)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(yīng)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(diǎn)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(diǎn)，而且也實(shí)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(fèi)的減少，對(duì)其進(jìn)行檢修維護(hù)也比較方便。其次，就是需要應(yīng)用通風(fēng)和防塵系統(tǒng)來確保掘進(jìn)的安全性。這主要是由于在煤礦掘進(jìn)過程中會(huì)存在大量有毒有害氣體噴出的現(xiàn)象，這就需要做好掘進(jìn)施工中的通風(fēng)措施來確保人員作業(yè)安全。目前煤礦巷道掘進(jìn)中通常采用通風(fēng)機(jī)作為主要的通風(fēng)設(shè)備，這就需要在對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行選擇時(shí)要保證其風(fēng)筒直徑滿足工作區(qū)域的要求。而且還要在擺放風(fēng)筒時(shí)要控制與作業(yè)區(qū)域之間的距離，避免其運(yùn)行中出現(xiàn)漏風(fēng)的問題，保證巷道的通風(fēng)要求。此外，針對(duì)通風(fēng)機(jī)的操控盡量采用人工的方式來保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性，并且定期對(duì)其進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。
　　 （2）煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)。針對(duì)目前煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中存在的問題，首先需要對(duì)支護(hù)安全管理進(jìn)行加強(qiáng)。在此過程中不僅需要對(duì)技術(shù)管理工作進(jìn)行加強(qiáng)，提高對(duì)頂板管理工作的重視，還要對(duì)分管負(fù)責(zé)人和業(yè)務(wù)部門進(jìn)行明確，對(duì)足夠的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行配備，對(duì)有關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行健全和完善且對(duì)崗位責(zé)任進(jìn)行明確。此外還要對(duì)礦井地質(zhì)勘探和礦壓觀測(cè)工作進(jìn)行加強(qiáng)，通過對(duì)煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造、頂?shù)装鍘r性、其他物理力學(xué)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(hù)質(zhì)量的檢查和確保，做好對(duì)巷道頂?shù)装逡苿?dòng)量的觀測(cè)，加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員頂板管理的相關(guān)培訓(xùn)，提高其頂板事故防范意識(shí)和能力的提升。
　　 其次就是要對(duì)支護(hù)形式進(jìn)行合理選擇。針對(duì)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(hù)的方式。針對(duì)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(hù)方式，然后再進(jìn)行錨桿+錨索+金屬網(wǎng)+噴漿聯(lián)合永久支護(hù)方式。針對(duì)過斷層帶等地質(zhì)構(gòu)造及頂板壓力大時(shí)，采用架設(shè)鋼棚永久支護(hù)方式。而在掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，可以針對(duì)空頂距離在3～5m的情況，進(jìn)行一套絲杠式前探超前支護(hù)對(duì)空頂處進(jìn)行臨時(shí)維護(hù)的設(shè)計(jì)。
　　 最后是對(duì)掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備進(jìn)行不斷更新。積極引入智能監(jiān)測(cè)掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備，通過電子顯示屏來觀察和調(diào)整施工錨桿、錨索時(shí)錨固力、預(yù)緊力等來實(shí)現(xiàn)巷道支護(hù)質(zhì)量和頂板穩(wěn)定性的提高以及支護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度的降低。
　　 在目前人們對(duì)煤炭資源的需求量在不斷增加以及煤礦巷道掘進(jìn)開采的深度和難度也隨之增加的形勢(shì)下，需要提高對(duì)煤礦巷道掘進(jìn)施工以及支護(hù)技術(shù)的重視，針對(duì)限制上述施工和支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的因素和問題，通過通風(fēng)、防塵以及支護(hù)技術(shù)來進(jìn)行應(yīng)對(duì)，確保煤礦巷道掘進(jìn)作業(yè)的高效和安全。