剖析煤礦井下采掘和支護(hù)的機(jī)械設(shè)施

摘 要：煤礦井下采掘作業(yè)的安全性一向是一個(gè)備受關(guān)注的話題，對(duì)井下采掘工作起到?jīng)Q定性作用的是井下的支護(hù)結(jié)構(gòu)以及支護(hù)方式。本文從大斷面煤礦的支護(hù)技術(shù)研究著手進(jìn)行分析，隨后通過對(duì)采掘用到的機(jī)械設(shè)備以及幾種支護(hù)方式兩個(gè)方面對(duì)煤礦井下采掘與支護(hù)設(shè)施進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：煤礦井下采掘；支護(hù)設(shè)備；機(jī)械設(shè)備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.077

0 前言

煤礦井下的工作所用到的工具一般都是鉆孔與鑿巖用到的機(jī)械設(shè)備，這些共有能夠用在煤礦井下的采掘、煤巖層的加固、瓦斯抽放以及防滅火用注漿孔等小直徑的工程。但是如果煤礦的煤巖深度過深，也就是在超過五百萬米的情況下，通常運(yùn)用的井下采掘技術(shù)是煤巖孔鉆鑿技術(shù)。此外，井下采掘工作具有一定的危險(xiǎn)性，為了加強(qiáng)井下采掘工作的安全性，且增加其采掘效率以及減輕工作強(qiáng)度，就需要在井下加設(shè)一定的支護(hù)設(shè)備。目前，煤礦井下用到的鉆孔和鑿巖器械已經(jīng)成為我國煤礦工作用到的代表性工具。

1 大斷面煤礦的支護(hù)技術(shù)研究

在目前的煤礦采掘工作中仍然存在許多問題，相關(guān)制度規(guī)范不完善，比如挖掘進(jìn)度緩慢、支護(hù)理論不完善、支護(hù)費(fèi)用過高且使用效果較差、作業(yè)連續(xù)性與安全性得不到保障等等，這些問題也已經(jīng)成為復(fù)合頂板大斷面巷道快速掘進(jìn)的一大阻礙，缺乏安全性較高的錨桿鉆樁設(shè)備也是制約煤礦巷道工作進(jìn)度的一個(gè)難題，因此，應(yīng)當(dāng)加快關(guān)于大斷面巷道支護(hù)試驗(yàn)的研究速度與快速掘進(jìn)配套設(shè)備的開發(fā)[1]。在煤礦井下的工作中，安全性是首要問題，任何井下工作都需要遵循安全、經(jīng)濟(jì)以及高效三大原則，在作業(yè)中還應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用高新技術(shù)，比如理論計(jì)算、FLAC3D數(shù)值模擬分析、大尺度三維相似模擬實(shí)驗(yàn)、井下現(xiàn)場監(jiān)測等等手段保證工作的快速且安全的進(jìn)行。此外，在相關(guān)理論方面，應(yīng)當(dāng)對(duì)復(fù)合頂板大斷面巷道錨桿-錨索一體化承載的支護(hù)原理進(jìn)行深入研究，探討與之相關(guān)的支護(hù)參數(shù)計(jì)算程序，以便煤礦管理單位較為便捷的獲得大斷面巷道在挖掘過程中的影響周期以及回采期圍巖應(yīng)力應(yīng)變分布、塑性區(qū)范圍、圍巖變形破壞規(guī)律等等信息，在其基礎(chǔ)上對(duì)井下工作進(jìn)行管理，進(jìn)一步保證其安全經(jīng)濟(jì)、有條不紊的進(jìn)行。

目前我國煤礦井下工作相關(guān)部門已經(jīng)開發(fā)研制除了新型的錨桿機(jī)等鉆錨系列設(shè)備以及其配套使用的技術(shù)、工具，獲得了國家20多項(xiàng)專利。且這些研究成果一經(jīng)使用都取得了非常顯著的成效，加快的作業(yè)速度同時(shí)提升了井下作業(yè)的安全性。

2 煤礦井下采掘與支護(hù)相關(guān)設(shè)備研究

鉆孔以及鑿巖機(jī)械設(shè)備設(shè)施在煤礦井下工作中是必須用到的工具，煤礦管理層以及相關(guān)技術(shù)開發(fā)部門必須重視其發(fā)展與創(chuàng)新，用認(rèn)真的態(tài)度分析這些工作之前存在的問題以及未來改進(jìn)空間，運(yùn)用國內(nèi)外高新技術(shù)，努力對(duì)鉆孔與鑿巖設(shè)備的機(jī)械化水平進(jìn)行加強(qiáng)，在保障井下工作安全的基礎(chǔ)上，盡力提升其工作速率，不斷促進(jìn)我國煤礦井下采掘以及支護(hù)設(shè)備的發(fā)展[2]。

2.1 煤礦井下采掘用到的機(jī)械設(shè)備研究

目前我國煤礦井下采掘工作應(yīng)用最多的技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)，其是一種自動(dòng)診斷與自動(dòng)報(bào)警的技術(shù)，而機(jī)電一體化中運(yùn)用到的最關(guān)鍵的設(shè)備就是微電腦。微電腦是一種自動(dòng)變速器，它能夠?qū)斔蜋C(jī)、采煤機(jī)等設(shè)備進(jìn)行有效控制，還能夠根據(jù)井下的負(fù)荷變化而改變傳動(dòng)系的傳動(dòng)，從而達(dá)到改變功率的目標(biāo)。這些方面的表現(xiàn)都是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率來實(shí)現(xiàn)能耗的降低，使成本得到降低，保證了井下工作設(shè)備與作業(yè)人員作業(yè)的安全性與穩(wěn)定性。此外，對(duì)微電腦的控制還能夠采用無人操作的方式，這方面的作用主要體現(xiàn)在某危險(xiǎn)地帶其可以進(jìn)行獨(dú)自作業(yè)，在無法人工操作的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)操作。微電腦還具有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是在進(jìn)行無人操作的時(shí)候，只需要對(duì)其進(jìn)行簡單的變成就能夠?qū)崿F(xiàn)。

井下工作所用的機(jī)械設(shè)備很容易受到井下煤塵以及石塊等物質(zhì)的影響，加速其損壞，這就在無形中增加的作業(yè)成本，但在這種惡劣條件下，微電腦控制體系能夠滿足井下作業(yè)的需要。另一方面，微電腦除了能夠在井下條件惡劣的情況實(shí)現(xiàn)無人操作，還能夠較為穩(wěn)定可靠的進(jìn)行作業(yè)。在煤礦井下采掘工作中能夠影響到工作進(jìn)度與安全性的因素很多，因此相關(guān)企業(yè)與部門應(yīng)當(dāng)著手與提升其機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度，盡量減少作業(yè)危險(xiǎn)，是煤炭企業(yè)得到良好健康的發(fā)展[3]。

2.2 掘進(jìn)工作面頂板支護(hù)方式

在煤礦井下工作中，支護(hù)方式以及支護(hù)設(shè)備非常多，但是其可靠性與安全性大多得不到保證，因此相關(guān)企業(yè)在對(duì)支護(hù)方式以及支護(hù)設(shè)備設(shè)施的選擇中一定要慎之又慎。下面簡單介紹幾種支護(hù)方式以及支護(hù)設(shè)備：砌碹支護(hù)方式，這是在支護(hù)方式中最為有利的一種支護(hù)形式，它是利用磚石砌起來的井下巷道二次永久支護(hù)，混凝土襯砌也屬于砌碹支護(hù)的一種；棚式支護(hù)是煤礦準(zhǔn)備巷道與回采巷道中常見的支護(hù)方式；錨桿支護(hù)，錨桿支護(hù)是目前煤礦井下采掘工作中運(yùn)用較多的一種支護(hù)方式，錨桿支護(hù)具有很多種類，只要包括了金屬楔縫式錨桿、金屬倒楔式錨桿、樹脂錨桿、鋼筋錨桿、木錨桿以及竹錨桿等等。錨桿支護(hù)是一種剛剛運(yùn)用到井下采掘工作不久的一種新型支護(hù)方式，其具有掘進(jìn)斷面小、工藝簡單、有利于降低施工成本以及有利于一次成巷等等特點(diǎn)，還能夠加快井下作業(yè)隨度，能夠緊跟工作面支護(hù)。

3 結(jié)束語

近年來我國煤礦井下作業(yè)發(fā)展的速度越來越快，相關(guān)設(shè)備設(shè)施的投入成本也在不斷增加，井下工作用到的機(jī)械設(shè)備已經(jīng)處于一個(gè)更新?lián)Q代的時(shí)期。支護(hù)的機(jī)械設(shè)施在煤礦的采掘過程具有非常重要的地位，其能夠保證井下采掘工作安全穩(wěn)定進(jìn)行。目前隨著相關(guān)井下采掘技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求也在不斷提高，井下工作機(jī)械設(shè)備以及支護(hù)的機(jī)械設(shè)備將會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變，會(huì)更加專業(yè)化，微電腦的運(yùn)用也會(huì)更加廣泛，對(duì)設(shè)備設(shè)施的管理工作也是非常重要的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李學(xué)來.我國礦山安全生產(chǎn)技術(shù)支撐體系建設(shè)探討[J].煤炭學(xué)報(bào)，2013（05）：98.

[2]謝良魁.論煤礦井下采掘與支護(hù)的機(jī)械設(shè)施[J].機(jī)械與自動(dòng)化，2013（02）：132.

[3]張佳同.鉆孔與鑿巖機(jī)械設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化要求[J].中國科學(xué)報(bào)，2013（04）：46-47.

作者簡介：陳廣巫（1974-），男，福建龍巖人，助理工程師，研究方向：礦山采掘管理。