采矿工程巷道掘进和支护技术的应用实践

刘艳宁

摘  要：自十九世纪以来，我国采矿产业迅猛发展，特别是在山西、新疆、内蒙古等地区。随着的采矿深入发展，工程中巷道掘进和支护技术的使用也越来越吸引到大家的注意力。但也正是经济的发展，为了使效益最大化，采矿公司倾向于在采矿过程中减少支护工作，这对采矿工作的安全构成了风险。掘进、支护结合各工艺间的合作，加强和改进，减少安全事故，提高整体开采技术水平，是实现矿山生产安全的保障。巷道掘进建设占采矿工作的很大一部分，设备技术的发展为道路施工提供了很大的保障，为实现质量、安全和效率奠定了坚实的基础。采矿工程不仅对隧道的技术有要求而且主要依赖于支护技术，由此可见，支护技术在开采过程中的重要性。

关键词：采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用实践

在目前经济发展的背景下，我们对煤炭和石油的需求越来越大，各个行业都需要矿业的支撑，但也因为如此，我国对于矿业开采越来越多，浅层的矿资源已经大部分都被挖掘出来并且使用了，接下来将要对深层的矿产资源进行开发。但挖掘深层的矿产资源对于挖掘技术有更高的要求，而且不同的地质和土壤也对巷道掘进技术和支护技术有不同的要求。本文将从巷道支护技术的种类，采矿过程中巷道掘进和支护技术面对的主要问题以及应用要点来进行分析，如何提高巷道掘进技术和支护技术，如何快速实现采矿巷道建设，保护采矿工人的人身安全，对采矿建设提出一点点建议。

一、煤矿巷道支护技术的种类

煤矿井下巷道支护的种类有以下几种，锚杆支护，锚杆锚网支护，锚杆锚梁支护，锚杆锚网喷浆支护，素喷浆支护，碹石起拱支护，现浇钢筋水泥支护，U型钢支护，工字钢三节棚支护，裸体支护。目前我国采矿业主要利用这些途径来进行巷道支护。同时，煤矿巷道也分为几种不同的巷道，有开拓的、准备的和回采的巷道，就因此进行深部挖矿的时候成本就比浅部挖矿成本要高。不同的巷道和挖矿所处的地理位置和作用决定了支撑它的方式和形式。确保路途中程和巷道的安全和维护是最重要的，因为这条道路主要是交通和通风系统的组成部分。通道的支架也取决于矿洞内部的压力，由于巷道有不同的样式和巷道长度各有不同，也有沉淀物、压力不同、岩石结构等因素的影响。因此，必须根据不同情况决定使用哪种支护技术[1]。

二、采矿工程巷道掘进支护技术存在的主要问题

1、煤矿巷道断面所造成的影响

我国煤矿常用的断面有梯形、直墙拱形和矩形，矩形的巷道断面利用率高一点，一般用于顶压、侧压较小的巷道。梯形巷道截面小于矩形，可以降低顶部压力，能承受略大的侧向压力。抗压的圆形弧优于三心拱，并容易形成弧形，但利用率是弧形低于三心拱，但高于半圆弧形。因此，巷道内的压力对于巷道掘进技术和支护技术有较大影响。因为有压力巷道就弯曲了，所以运输煤炭车的行驶的空间就会受到限制，受限制的程度随着时间增长能源供应量会大大减少[2]。同样，使用原始技术大大降低了利用效率，并会一定程度上影响工作人员的健康，因此一旦发生灾难，将对人力资源和社会保障造成严重影响。此外，由于煤矿巷道断面太小，导致许多大型机器都不能正常运转，这对生产效率的提高也是一个大大的阻碍，因此要解决巷道内断面老旧受压力弯曲的影响，建造抗压性强的巷道断面。

2、煤矿巷道结构不合理

煤矿巷道的结构，正如上文所说的与煤矿巷道断面所造成的影响有关，巷道结构太小了，导致巷道内空间不够大机器运转困难， 大多数原发性巷道的建筑形式相对简单，在设计了弧形建筑顶层架构之后，这样虽然同时增加了巷道的承载力，但是机械设备无法进入，甚至可能堵住机器进去的入口。目前，一些煤矿公司将原有巷道的设计改为方形巷道，同时安装了多个巷道。这种设计保障了巷道内的安全性，让多台机器同时使用也不会难以运行;并确保了矿井内空气的自由流通，减少矿井内工人窒息和瓦斯爆炸的可能性。因此，矿产企业可以借鉴优秀的设计方法，找到更科学、更合适的巷道设计，提高掘进和养护技术。

3、地质条件和温湿度

客观存在的地质条件是不能改变的。复杂断层褶皱的岩石，岩石硬度、储存天然气和水接头裂纹的矿井地质结构的条件增加的难度不仅在于巷道开挖及支护，而且在于项目的安全风险。因此，在正式开挖巷道之前，必须对矿区的地质特征进行研究，并采用测绘技术对于矿区周围区域地表以下可能存在的地质结构进行探索，跳过储水洞以及储气洞等地质条件。除此之外，还有地下土壤的温度和湿度，湿度大的土壤要坍塌的可能性就越大，就更加要注重于支护技术的运用，对于湿度较小的土质，也对于巷道的掘进具有一定的困难，干燥的土壤使得掘进有点艰难运行，要克服这些问题，在开采前进行探索与检查，寻找最佳的开采地点。

三、采矿工程巷道掘进支护技术的应用要点

1、注意通风透气，空气流通

由于巷道掘进是在地底下进行工作的，地面下缺少氧气，同时通风透气也不流畅，但是人体的呼吸需要氧气，且地下微量元素多，不注重通风透气的话，容易造成爆炸或者窒息。在我国之前，也有许多因为巷道内通风不畅造成的不幸案例，同时巷道内的粉尘的土壤也容易对工作人员的生命健康造成危害，因此采礦企业必须注重矿场内部通风结构的建设，要对矿道内的压强以及使用的风量进行测量，来选取合适的风筒，确保空气足够。

2、注重瓦斯排放

瓦斯就是普通人对气体燃料的统称，难溶于水，渗透力很强，不能助燃也不能维持呼吸，达到一定的浓度容易使人窒息，并且会发生燃烧和爆炸，且遇到明火会发生爆炸，所以在矿井下要杜绝明火，也要及时将产生的瓦斯通过排风筒排出，采取必要的安全措施，也可采用一直使用的将金丝雀带进矿洞检测瓦斯气体浓度，瓦斯气体浓度高金丝雀就会昏迷，从而提醒矿工及时撤离矿洞，保障矿工的安全。并且也需要经常性地测量矿洞内的瓦斯浓度，在瓦斯浓度高的时候一定不能进行开采，一定要在浓度低于正常值得时候进行开采[3]。

3、把握掘进技术要点

掘进技术有主要工序和辅助工序，有全断面掘进法、导洞法、分部开挖法、也有爆破技术。在运用钻爆法技术时，必须严格控制和掌握相关技术要点。根据地质条件、断面的大小和支护的技术来确认选定掘进方式。为了获取最佳的钻爆时间，它主要在施工过程中布置一条准确的爆破线，以获得最佳的爆裂效果， 对爆破效果进行综合分析和爆破计算间隔时间进行严格控制，确保负载的正确性和合理性，为隧道工程的顺利进行奠定基础。同时其他几种掘进方法也可以采用，还有一种综合机械化掘进，能够大大地加快掘进速度，促进巷道掘进发展，提高效率。

四、结束语

综上所述，巷道掘进于支护技术是采矿工程中不可缺少的一步，为了在开采过程中提高掘进效率，保证掘进质量的可靠性和安全性，必须对掘进技术的各个方面都有所掌握，并且要特别注意的就是支护技术的运用。首先就要注意把握好巷道掘进和支护技术所存在的问题，采矿过程中把握巷道掘进与支护技术的应用要点，注意通风透气，保持空气流通，不能拿生命开玩笑，要坚持生命安全放在第一。同时，企业要把握掘进技术的要点，根据目前所发现的问题，得出相应的举措，建立健全完整的监测机制，不断完善监测系统，加大巷道掘进和支护应用研究力度，以促进我国采矿工程中巷道技术和支护技术科学合理地发展，保障采矿过程中工人的生命安全，促进采矿业的良性发展。

参考文献

[1] 方铭. 煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J]. 工程建设（重庆）， 2021， 4（2）：3.

[2] 冯炳文. 煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J]. 当代化工研究， 2021（7）：2.

[3] 孙保财. 采矿工程巷道掘进和支护技术的应用研究[J]. 当代化工研究， 2021（13）：2.