煤礦巷道掘進施工及支護技術的有效性策略研究

      在目前我國經濟快速發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量和作業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，通過支護技術的應用來保證煤礦作業安全的同時，實現煤礦開采效率和開采量的提升，提高煤礦開采作業的經濟效益。
　　2 煤礦巷道掘進方式與施工技術特點
　　 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，此系統的組成比較復雜，主要有鉆孔設備、掘進設備、傳輸設備以及通風設備和電子設備等組成，此種掘進方式不僅對整個掘進系統的運行產生直接影響，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，其主要的優點就是可以實現掘進時間的節省，是在錨桿支護技術的基礎上將掘進施工和巷道支護進行結合的掘進施工方式。
　　3 煤礦巷道掘進施工及支護技術中存在的問題
　　 （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出具有較低的施工質量等缺陷問題。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生影響。
　　 （2）地質構造存在異常的問題。由于煤礦采掘作業現場不同其存在不同的地形和地質條件，這就可以在合適的地質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構造情況時則會對掘進施工質量造成影響，尤其是遇到褶曲斷層的地形結構時，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定性，造成在煤礦巷道掘進中出現坍塌和垮落等安全和質量事故的發生。
　　 （3）安全技術不足的問題。煤礦巷道圍巖本身存在較差的可靠性和穩定性，而且由于結構較為復雜，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水平較低的現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生，造成對巷道支護結構的損壞。甚至在經過出現遇水的情況時還會造成頂板脫落的問題，且在煤礦巖層節理和層理的因素下會出現片幫、頂板裂縫增多以及出現冒頂事故等危害人員生命安全等事故的發生。
　　4 煤礦巷道掘進施工及支護技術的有效性策略
　　 （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節，而且其所應用的膠帶傳輸系統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出在傳輸過程中具有較高的穩定性和安全性的特點，而且也實現了大量人力的節省以及各種設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象，這就需要做好掘進施工中的通風措施來確保人員作業安全。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域的要求。而且還要在擺放風筒時要控制與作業區域之間的距離，避免其運行中出現漏風的問題，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定性，并且定期對其進行測驗。
　　 （2）煤礦巷道掘進支護技術。針對目前煤礦巷道掘進支護技術應用中存在的問題，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務部門進行明確，對足夠的專業技術人員進行配備，對有關規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勘探和礦壓觀測工作進行加強，通過對煤層賦存、地質構造、頂底板巖性、其他物理力學參數和礦壓規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量的檢查和確保，做好對巷道頂底板移動量的觀測，加強對作業人員頂板管理的相關培訓，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+噴漿聯合永久支護的方式。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+噴漿聯合永久支護方式。針對過斷層帶等地質構造及頂板壓力大時，采用架設鋼棚永久支護方式。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計。
　　 最后是對掘進支護設備進行不斷更新。積極引入智能監測掘進支護設備，通過電子顯示屏來觀察和調整施工錨桿、錨索時錨固力、預緊力等來實現巷道支護質量和頂板穩定性的提高以及支護勞動強度的降低。
　　 在目前人們對煤炭資源的需求量在不斷增加以及煤礦巷道掘進開采的深度和難度也隨之增加的形勢下，需要提高對煤礦巷道掘進施工以及支護技術的重視，針對限制上述施工和支護技術應用的因素和問題，通過通風、防塵以及支護技術來進行應對，確保煤礦巷道掘進作業的高效和安全。