煤矿开采工程巷道掘进技术

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0引言

煤炭作为一种不可再生能源，在我国能源供应过程中占据不容忽视的重要地位，特别是在目前能源转型的关键阶段，确保其稳定供应尤为重要。通常情况下，煤矿开采环境较为恶劣、地质结构情况较为复杂，且极易受到天气条件等外部环境因素影响，给井下开采作业带来风险与难度[1]。故此，本文对目前我国煤矿开采工程发展现状及存在问题进行浅要分析，探讨巷道掘进和支护技术应用的必要性及影响因素，提出煤矿开采工程巷道掘进和支护技术的应用要点及优化措施。

1煤矿开采工程发展现状及存在问题

随着相关管理部门对于煤矿企业安全生产重视程度的提高，在一定程度上降低了煤矿开采安全事故发生的概率。众所周知，煤矿开采工程需要相关技术人员对井下作业环境等进行全面严格的考察，然后制定科学的开采计划才可进行后续工作。现阶段，不断提高的自动化技术水平为煤矿企业提供了更为专业的开采方式，但同时也带来了一系列亟待完善的问题，主要包括以下几个方面。

1.1技术水平待提高煤矿开采过程中，需对煤矿周边岩石进行爆破处理，由此形成巷道拱，然后进行支护与开采过程的实施。巷道掘进设备与技术应用在整个开采过程中具有不容忽视的作用，一旦机械化设备出现故障，就会对煤矿企业的开采速度产生一定影响。部分中小型煤矿，由于井下作业人员欠缺过硬的专业技术能力，对于开采设备及相关技术的采用无法根据工程实际情况进行调整，一旦遇到硬度较高、开采较为复杂的巷道，容易导致设备故障的产生，影响安全生产。

1.2支护材料待提升支护材料的质量是煤矿企业确保安全开采的前提条件。现阶段，部分煤矿企业为了降低成本，没有根据工程所在地的地质结构、水文条件等选择合理的支护材料，例如热度较高的巷道采用一般的支护材料无法进行有力支撑，也无法保证开采过程中的稳定性，容易导致重大安全事故的发生[2]。

1.3矿井路线待完善合理的矿井线路分布方式是提高开采效率的重要手段。随着煤矿企业开采深度及规模的不断增加，应安排相关技术人员对矿井线路布置情况以及运行方式进行全面的分析与科学的设计；同时，井下作业人员需严格按照路线图进行开采工作，以更好的保证生产安全。然而，部分煤矿企业为了加快开采进度，忽视了该方面的问题，从而导致矿井线路受到外力的影响而发生形变等不利于工程安全的问题发生。此时，一旦支护工作的质量无法达到工程要求，极易影响煤矿企业开采效率。

2巷道掘进和支护技术应用的必要性及影响因素

众所周知，煤矿开采属于高危行业，传统煤矿开采的自动化水平较低，细小的失误极易导致重大人员伤亡事故的发生。近些年，巷道掘进与支护技术的应用为井下作业人员的人身安全提供了重要保障，为煤矿企业的安全发展奠定了坚实的基础。

2.1必要性现阶段，虽然我国很多大型煤矿企业都实现了机械化开采，提高了开采效率的同时降低了安全事故发生的风险。但并不是所有煤矿都能达到完全机械化开采的，仍有一部分开采环节需要依赖人工作业，这就凸显了支护技术应用的必要性。一方面，支护技术的应用可以提高井下的通风环境与排水功能，为井下作业人员提供更为舒适的作业环境；另一方面，随着巷道掘进技术的不断提高，良好的支护技术可以提高巷道的稳定性与安全性，为煤矿企业的安全生产提供有力保障。

2.2影响因素当前阶段，影响巷道掘进及支护技术应用的因素主要包括以下几个方面。2.2.1巷道地质结构煤矿的地质结构情况直接影响着巷道掘进速度与支护水平。这就要求相关技术人员在煤矿开采前，对矿井附近的岩石情况、顶板条件、煤层厚度等进行专业测量。对于地质环境较好的矿井结构，可直接进行开采作业；对于地质结构较为复杂，煤层上层岩石厚度较厚的区域，需要相关作业人员在开采前进行相应的支护工作，为后续开采工作提供较为安全的环境。与此同时，在进行支护作业前，需进一步对围岩的载荷情况进行精确测量与科学计算，避免顶板发生位移影响开采安全[3]。

2.2.2机械设备水平机械设备的推广与应用为煤矿企业开采效率的提高奠定了坚实的基础。近些年，掘进设备及技术逐渐成为影响煤矿企业开采速度的关键因素。当前阶段，我国常见的掘进技术主要包括炮掘与机掘，这两种方式凭借自身的优势越来越多的应用于复杂施工环境中。除此之外，由于我国机械化水平起步相对较晚，这就要求相关煤矿企业积极引进国内外先进的采矿技术，并根据自身实际情况对其进行不断完善与优化，最大程度的提高我国掘进技术的智能化与集成化发展，更好的推动煤矿企业的技术进步。

2.2.3作业人员能力随着我国现代化建设脚步的逐渐加快以及能源转型速度的稳步提升，现代煤矿企业必须跟上社会发展的脚步，对自身技术水平及管理能力进行不断完善与创新。现阶段，部分煤矿开采过程中，仍有许多环节依赖于井下作业人员的操作。因此，煤矿企业在开采前，必须对有关作业人员进行安全责任意识的强化和专业技能的培训，确保每一位作业人员将安全责任意识放在第一位，专业技能过关，特殊岗位持证上岗；同时，煤矿企业还应建立完善的管理机制，将更多的关注点放在开采技术水平提升及安全保障方面，为煤矿企业更为良好的发展提供保障。2.2.4矿山压力影响矿山压力作为影响煤矿开采安全的重要因素，极易导致岩体位移、支护设备形变、煤层结构改变等问题出现，一旦没有采取措施及时予以解决，将会引发极为严重的坍塌事故发生。因此，煤矿企业在进行巷道掘进及支护施工之前，需要配合先进的技术手段和仪器对将要进行的开采区域进行全面的勘测，对相关作业面进行释压处理，从而更好的保证作业安全[4]。

3煤矿开采工程巷道掘进和支护技术的应用要点

现阶段，我国煤矿企业在进行巷道掘进时，通常采用以下两种方式：第一，综合机械化掘进方式，因为具有较高的开采效率而被广泛应用。煤矿开采过程中，该方式通常需要电力、通风、传输、钻孔等设备与掘进设备配合来进行施工作业。传统模式下的掘进设备主要有连续采煤机以及悬挂式掘进机。现阶段，我国煤矿企业通常利用连续采煤机进行作业，而对于开采截面较为复杂的区域则采取悬挂式掘进机。第二，掘锚一体化掘进方式，该方式主要依靠锚杆支护技术与巷道掘进技术的充分融合来提升巷道掘进效率，通常需要煤矿企业具有一定的综合实力。

3.1煤矿开采工程巷道掘进技术应用要点现阶段，以煤矿巷道施工过程中应用概率较高的钻探爆破为例，需要煤矿企业注意以下几个方面：第一，针对较为复杂的井下情况，相关技术人员需将多个钻探的情况进行综合考量，再对矿井开采方案进行整体规划，为后续开采提供一定的安全保障。第二，在爆破开始前，煤矿企业需对相关操作人员进行专业技能培训，有职业资格证书的人员才可以上岗；还要确保爆破位置、爆破方式选择的合理性。第三，在爆破过程中，需相关操作人员根据现场实际情况对钻孔的深度及角度进行科学计算与调整，特别是对于煤矿层区域的爆破处理，需根据地质情况进行爆破孔切口方式及位置的调整，从而更好的保证爆破深度达到开采要求。

3.2煤矿开采工程支护技术的应用要点在对煤矿巷道进行锚杆支护施工过程中，需要煤矿企业注意以下四方面内容。

3.2.1软岩回采巷道对煤矿巷道进行支护施工的关键作用在于避免周围岩体发生形变甚至塌陷，最大程度的保证支护区域的开采安全性与稳定性。软岩回采巷道的载荷力通常较为薄弱，因此需要相关技术人员在进行支护施工时，改变传统单纯提高支护刚度的思维，着眼于充分利用并发挥自承能力上。根据岩层属性、地压来源等因素进行分析，采用卸压、加固与支护相结合的技术手段强化支护效果，从而更好的保证采矿区域围岩的韧性以及延长能力。此外，对于巷道掘进过程中极易发生变化的地质结构，相关技术人员可根据实际情况进行二次支护，从而更好的保证其支护作用效果，避免围岩发生变形或开裂而影响到开采安全[5]。

3.2.2锚杆支护体系锚杆支护的良好作用效果不仅依靠支护技术的应用，还需要相关元件与其配合，从而形成完善的锚杆支护体系。在支护体系建设过程中，较为重要的关键环节就是材料质量的审核，确保支护材料质量及精度都符合工程要求。当前阶段，很多煤矿企业为了更好的保证支护体系的作用效果，会采用专业螺母替代普通螺母，要求相关技术人员严格根据支护要求进行型号的选择。

3.2.3锚杆托板处理锚杆支护设施极易受到外力因素的影响而导致托板发生形变，从而影响支护安全，引发不必要的安全事故发生。因此，煤矿企业在进行支护过程中，需要提前对锚杆托板进行加厚处理，保障其抗形变能力可以满足矿井载荷压力，从而更好的保证其支护效果，为煤矿企业的开采安全奠定良好的基础。

3.2.4动态监测应用随着我国智能化监测设备的不断发展，煤矿巷道进行支护施工过程中，煤矿企业需合理的运用动态监测设备，及时发现安全隐患，为相关技术人员采取相应的解决措施提供参考依据。与此同时，该技术还可应用于煤矿开采过程中的各个环节，进行实时监控的同时也可以对问题所在位置进行精准定位，不仅可以显著提升锚杆支护的稳定性与可靠性，还可以更好的保证煤矿企业的开采安全，提升开采效率，也避免了不必要的人工查验。

4煤矿开采工程巷道掘进和支护技术的优化措施

煤矿开采工程中，巷道掘进和支护技术应用的主要目的是提高开采效率，同时确保煤矿开采的安全性。煤矿开采作业环境通常较为恶劣，且煤层情况较为复杂，在一定程度上为井下作业人员及相关技术人员带来了一定的难度。因此，在巷道掘进和支护技术的应用过程中，也要不断进行优化。

4.1选择科学合理的掘进方式要求相关技术人员根据详细的勘查地质数据、巷道的真实参数以及机械设备的应用能力等，对掘进方式进行合理的选择。这样做可以充分提升开采效率与施工速度，同时避免对矿井地质结构造成不必要的损害，影响后续工程安全。

4.2选择合理有效的支护方式要求相关技术人员根据矿井围岩情况、支护技术性能等进行选择，并且随着工程进度的推进、个项参数的变化，时刻调整并优化支护方式，从而更好的保证支护稳定性、降低材料成本，为煤矿企业实现持续性发展提供依据。

5结语

煤矿开采的安全性是煤矿企业实现持续发展的关键因素，这就要求相关技术人员在巷道掘进和支护过程中，全面勘查矿井地质情况，熟练掌握技术特点，充分应用先进且适用的支护技术，更好的确保煤矿开采的高效性与安全性。

参考文献

[1]杨伟.煤矿开采工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].能源与节能,2020(2):167-168.

[2]王猛.煤矿开采工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2020(14):213.

[3]李振洋.煤矿开采工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2020(16):5067.

[4]何刚,孙伟明.煤矿开采工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].商品与质量,2020(12):162.

[5]赵寿.煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].山东工业技术,2018(17):99.

作者:白彬彬 单位:山西华禧建筑安装有限公司