煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

2023-03-09

当前我国经济发展对于煤炭能源的需求量越来越大，因此，煤炭企业必须在保障安全生产的基础上为经济发展提供充足的能源支持。从煤矿的生产情况来看，煤炭开采与生产是一个系统化的流程，因此，煤炭开采过程中，任何一环节出现问题，都会对煤炭能源的开采造成不良影响，因此，本文对煤矿开采过程中的巷道掘进和支护环节进行了简单分析。

1. 煤炭采矿工程巷道掘进与支护工作概述

在煤炭开采的采矿工程建设过程中，需要重点关注采矿工程建设中的巷道掘进与支护工作，本段将这一环节分为巷道掘进和支护工作两个部分进行概述。

巷道掘进工作是巷道支护工作的前提，当前的煤矿开采过程中所采用的巷道掘进技术大多是综合运用直眼掏槽和斜眼掏槽相结合的方式进行掘进施工作业，一般情况下，如果煤矿的巷道经过软岩夹层，则需要主要利用斜眼掏槽技术，如果在掘进过程中的炮眼断面较大，则还需要增加辅助眼。在巷道掘进工作中，需要将相应的掘进设备进行优化组合，从而使其成为一体化的流水式掘进系统，并且将掘进施工设备和煤矿回采设备进行组合，在掘进施工的同时提升煤矿开采的效率。

在完成巷道掘进工作之后，需要结合煤矿周边的地质环境进行支护工作，一般情况下，支护工作以预留煤柱为中心，同时需要保障巷道的上区段和下区段都有预留煤柱，降低回风平巷的支撑压力，与此同时，以预留煤柱为中心开展巷道排水工作和通风处理。在进行煤矿巷道处理的过程中，必须处理好预留煤柱的助威，同时保证巷道施工的稳定性，因此，在巷道支护工作开始之前，首先需要根据实际的施工数据计算好预留煤柱的宽度及其相关数据，同时加强对预留煤柱的管理。

2. 煤炭采矿工程巷道掘进要点分析

在开展巷道掘进工作的过程中，需要重点关注以下几方面，分别是所采取的巷道掘进技术、瓦斯气体的排放及通风工作、巷道支护工作。

在煤矿巷道掘进工作中，一般情况下都是采取综合机械化采掘技术，能够对大断面进行连续性采掘施工，在实际的施工过程中，煤矿企业需要根据实际的施工需要和周围的岩层结构选择合适的巷道掘进技术。在运用机械化综合采掘技术的过程中，需要配备相应的供电系统及其运输系统。例如，在对大断面进行连续性采掘的过程中，可以利用间断运输的方式控制采掘进度，并且协调好施工过程中各单位的施工进度。

不论是在煤矿开采期间还是开采前的巷道掘进工作，在施工过程中都需要注意煤矿矿井内部的通风工作，一般情况下，煤矿内部都含有一定量的瓦斯气体，如果不做好通风工作，将会导致煤矿矿井内部的瓦斯气体浓度过高，可能会导致煤矿工人出现瓦斯中毒的情况，同时，瓦斯气体浓度过高会导致矿井内存在瓦斯爆炸的隐患，因此，在掘进工作中，首先需要对矿井内部的瓦斯气体的浓度进行探测，同时需要做好相应的通风工作，将煤矿矿井内部的瓦斯浓度控制在安全线以下，保障安全掘进和安全生产，同时需要针对瓦斯气体排放问题做好相应的紧急预案，针对瓦斯浓度急剧升高的情况做好相应的处置措施。在煤矿矿井内部的通风工作中，一般情况下，煤矿内部的通风设备都以压入式通风机为主，并且需要精确计算通风机的位置及数量，并且注意风筒位置，从而有效发挥通风系统的作用，保障安全掘进及日后的安全生产。

完成通风防尘工作之后，煤矿企业需要对煤矿矿井内部的巷道进行支护工作，在巷道施工的过程中，巷道支护工作对于整个巷道工程的建设质量有着重要影响，因此，需要在进行巷道支护工作的时候采取合适的巷道支护措施，首先需要了解矿井内部的相关数据，进而对周围的施工环境和地质环境进行分析，在掌握相关数据的基础上选择合适的巷道支护技术。

3. 巷道掘进施工中的巷道支护技术应用分析

在巷道掘进施工完成后需要对巷道进行支护工作，此时的巷道支护工作属于临时性的，主要是利用临时性的支护设备和支护材料进行支护操作，并且支护材料不能过于复杂，应该易于组装和拆卸，从而适应临时支护的需要。虽然临时支护的适应性较强，但是临时支护的承受能力差，支护结构的强度低，并且由于大多数临时支护结构都是以木材作为原材料，因此，临时性支护结构容易折断，并且临时性支护结构的防火性能较差。因此，在巷道掘进工作完成之后，需要开展临时性的支护工作，在完成阶段性的掘进工作之后，需要将这阶段的临时性支护结构更换为永久性支护结构，在选择支护结构的时候，一定要测量好支护结构所需要承受的承重量，与此同时，需要在确保安全性的基础上采取相应措施降低支护结构的成本。一般情况下，永久性支护结构的支护背板通常采用混凝土作为施工原料，同时需要做好对支护施工的检查工作，加强检查力度，严格把控相应指标，落实具体的施工细节。

在进行永久性支护工作的同时，可以利用现代科学技术对支护工程的施工范围和施工细节进行有效控制，在具体的支护施工操作中，需要引入现代化的施工技术，并且在保障煤矿能够顺利开采的基础上加强对掘进工作及支护施工的管理控制，同时可以选择全天候监控的方式确保工程施工顺利开展。

4. 煤矿开采掘进支护技术的应用重点及技术选择分析

(1)煤矿开采掘进支护技术应用关键分析

当前的煤矿开采工艺主要分为综采和炮采，炮采技术主要应用于长壁工作面的煤矿开采中，并且炮采的工艺难度较低，炮采的工艺步骤较为简单明确，主要包括掘进、支护、破煤、装煤、运煤等步骤，但是炮采方式的安全系数较低，并且容易引起煤矿事故，因此，在当前煤矿开采掘进支护技术的应用过程中，大多数煤矿企业选择综采工艺。综采工艺主要指的是利用综合机械化开采技术进行煤矿的掘进和支护施工，综采包括爆破、装运、支护等工序，并且由于实现了机械化操作，因此其安全程度较高，并且成本较低。此外，在复杂地质环境下，不能犯经验主义错误，必须按照实际的开采要求和施工条件选择合适的施工方案及其施工技术。

(2)掘进及支护技术的选择分析

煤矿掘进技术的应用过程覆盖了从煤矿开采到煤矿荒废的整个生命周期，但是部分煤矿企业并不重视煤矿开采过程中的掘进技术，并且由于掘进技术日趋多样化，许多煤矿企业在选择掘进技术的过程中出现了难以选择的问题，部分企业盲目选择应用范围最广的掘进技术，而没有根据具体的掘进施工要求选择，导致掘进技术的施工效果达不到预期目标，因此，在选择掘进技术的过程中，煤矿企业有必要对巷道及煤矿周围的地质构造及岩层结构进行详细的勘测活动，并且结合巷道断面的围岩承载能力，采取合适的掘进技术。一般情况下，煤矿企业常用的支护方法包括直接破顶法、后退卧底法及临时支护、U型钢支护，在实际的支护工作中，面对围岩破碎情况，大多数煤矿企业都选择U型钢支护技术，从而提高巷道支护和围岩的稳定性。