煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用探討

李壽康

太原煤氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司東河煤礦

煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用探討

李壽康

太原煤氣化集團(tuán)有限責(zé)任公司東河煤礦

我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要支持力量就是煤炭資源，同時(shí)也是不可再生資源，我國(guó)的煤炭開(kāi)采工程通常規(guī)模較大，有的更是達(dá)到千萬(wàn)噸級(jí)，我國(guó)的開(kāi)采技術(shù)也在不斷發(fā)展。目前，我國(guó)煤炭資源在開(kāi)采過(guò)程中不斷消耗，這就需要我國(guó)不斷發(fā)展新開(kāi)采技術(shù)，增加我國(guó)的煤炭開(kāi)采速度，從而達(dá)到節(jié)約成本的目的。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)我國(guó)開(kāi)采中的實(shí)際情況，完善開(kāi)采設(shè)計(jì)，改進(jìn)施工工藝，以增加開(kāi)采技術(shù)和資源的使用效率。井下采煤主要是以井下掘進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的工作，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和煤礦生產(chǎn)水平的提高，越來(lái)越多的高效掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到煤礦生產(chǎn)中，為煤礦掘進(jìn)工作提供安全保障。井下采煤是一項(xiàng)危險(xiǎn)性較高的工作，一但發(fā)生事故，將造成非常嚴(yán)重的后果，為此，要求我們要不斷完善井下采煤管理模式，加強(qiáng)安全生產(chǎn)意識(shí)。本文首先對(duì)我國(guó)煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)中所存在的問(wèn)題與現(xiàn)象進(jìn)行了分析，然后論述了掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，并對(duì)掘進(jìn)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

煤礦井下；掘進(jìn)技術(shù)；推廣；應(yīng)用；探討

1 我國(guó)煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)中存在的問(wèn)題與現(xiàn)象

1.1 對(duì)掘進(jìn)技術(shù)與設(shè)備管理的專(zhuān)業(yè)性認(rèn)識(shí)不足

在我國(guó)煤礦井下掘進(jìn)企業(yè)中，通過(guò)對(duì)井下掘進(jìn)技術(shù)的了解與掌握，能夠?qū)γ旱V井下掘進(jìn)工作企業(yè)的整體工作進(jìn)行監(jiān)督控制，但是由于管理人員對(duì)井下掘進(jìn)技術(shù)管理的認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致對(duì)井下掘進(jìn)技術(shù)的管理不充分，嚴(yán)重影響了煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)管理的有效性，對(duì)井下掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行有效管理，能夠幫助煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)對(duì)自身情況做到充分的掌握，進(jìn)而做出正確的工程控制，然而不足的井下掘進(jìn)技術(shù)管理導(dǎo)致對(duì)自身情況估計(jì)失誤，導(dǎo)致在進(jìn)行決策的過(guò)程中產(chǎn)生了盲目性，造成對(duì)煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)的嚴(yán)重安全事故，因此加強(qiáng)對(duì)井下掘進(jìn)技術(shù)管理的控制是煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)發(fā)展工作的必要手段，需要得到煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)的管理層及掘進(jìn)技術(shù)管理人員的重視。

1.2 井下掘進(jìn)技術(shù)管理有效性低下

我國(guó)煤礦井工作企業(yè)的井下掘進(jìn)技術(shù)管理屬于技術(shù)管理的范疇，提高井下掘進(jìn)技術(shù)管理的水平需要落實(shí)到不同技術(shù)的加強(qiáng)，通過(guò)發(fā)展掘進(jìn)技術(shù)管理，來(lái)帶動(dòng)煤礦井下掘進(jìn)工作發(fā)展的有效性與公正性，但是現(xiàn)如今我國(guó)井下掘進(jìn)技術(shù)管理有效性低下，主要表現(xiàn)為對(duì)單位所有的井下掘進(jìn)技術(shù)不能充分掌握，這主要源自于煤礦工作企業(yè)對(duì)井下掘進(jìn)技術(shù)管理的認(rèn)識(shí)不足，對(duì)掘進(jìn)技術(shù)管理的具體實(shí)施不夠全面，導(dǎo)致我國(guó)煤礦井下掘進(jìn)工作企業(yè)的技術(shù)管理手段不足，管理有效性低。

2 煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的推廣和應(yīng)用

2.1 煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)

煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)方式是指在井下巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，采用和依靠各種機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行的一種方式。其所采用的掘進(jìn)設(shè)備主要有：懸臂式掘進(jìn)機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)、單體錨桿鉆機(jī)、通風(fēng)除塵設(shè)備及供電系統(tǒng)等設(shè)備組成。目前對(duì)煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備的主要要求和特點(diǎn)有：對(duì)掘進(jìn)機(jī)械的整體設(shè)計(jì)有一定的要求，特別是結(jié)構(gòu)方面，一定要結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)合理；要求掘進(jìn)機(jī)的工作穩(wěn)定性要好，這就要求其工作的重心和機(jī)身要低；由于井下掘進(jìn)環(huán)境惡劣，要求掘進(jìn)設(shè)備具有良好的適應(yīng)性和可靠性，而且要有一定的自動(dòng)裝置和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。從以上各個(gè)方面來(lái)看，煤巷綜合機(jī)械化掘進(jìn)方式最主要的是要依靠這些設(shè)備才能完成掘進(jìn)工作和任務(wù)。

2.2 大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)

近些年來(lái)，大斷面掘進(jìn)機(jī)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化礦井采掘工作中，大斷面掘進(jìn)機(jī)相比于其他傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)具有采煤、落煤、運(yùn)煤等一系列功能，且在割煤過(guò)程中可以有效控制截割煤的寬度實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。目前我國(guó)主要采用的是單機(jī)引入和配套設(shè)備引入兩種方式，具有良好的適應(yīng)性和效率性。主要用于大斷面煤巷的掘進(jìn)和短臂開(kāi)采，按照運(yùn)輸方式的不同可以分為兩種：間斷運(yùn)輸和連續(xù)運(yùn)輸，在我國(guó)使用較多的還是連續(xù)運(yùn)輸?shù)姆绞?。連續(xù)運(yùn)輸方式進(jìn)行煤礦掘進(jìn)的主要工作原理是：在進(jìn)行大斷面巷道掘進(jìn)時(shí)，連續(xù)采煤機(jī)和錨桿鉆車(chē)可以實(shí)現(xiàn)位置交換。連續(xù)掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行掘進(jìn)循環(huán)作業(yè)時(shí)可以在運(yùn)輸巷道中不斷掘進(jìn)，同時(shí)錨桿鉆車(chē)可以進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)。假如連續(xù)掘進(jìn)機(jī)完成自身的掘進(jìn)任務(wù)時(shí)，會(huì)自動(dòng)與錨桿鉆機(jī)進(jìn)行互換位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)交叉換位以此來(lái)完成下一個(gè)循環(huán)作業(yè)。通過(guò)其工作原理可以看出通過(guò)連續(xù)運(yùn)輸方式進(jìn)行煤礦掘進(jìn)可以提高煤礦掘進(jìn)的采掘效率保證掘進(jìn)的質(zhì)量，比傳統(tǒng)懸臂式掘進(jìn)設(shè)備更具優(yōu)勢(shì)。但是，該掘進(jìn)方式在實(shí)際采掘過(guò)程中有一些缺點(diǎn)，就是其在掘進(jìn)中對(duì)空間條件有一定要求，并且不能進(jìn)行單巷掘進(jìn)。

2.3 錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)主要是將桿柱打入到預(yù)先在地表巖體上鉆好的孔洞之中，圍巖內(nèi)部植入的錨桿可以改變圍巖自身的狀態(tài)，提高巖體機(jī)構(gòu)弱面的抗剪強(qiáng)度，在圍巖周?chē)纬梢粋€(gè)既能保證自身穩(wěn)定又能防止上部圍巖松動(dòng)及變形的加固拱以此來(lái)確保巷道的穩(wěn)定可靠性。通過(guò)錨桿和圍巖共同產(chǎn)生的作用力來(lái)提高巷道的穩(wěn)定性，該支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)中廣泛應(yīng)用，對(duì)巷道作業(yè)人員的掘進(jìn)工作起著重要的安全保證。錨桿支護(hù)具有是施工簡(jiǎn)易，機(jī)械操作效率較高，速度快等特點(diǎn)，但是錨桿支護(hù)技術(shù)也存在一定局限性，即不能封閉圍巖無(wú)法阻止圍巖風(fēng)化，更不能阻止裂縫巖石剝落發(fā)生。

2.4 聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

通常來(lái)講，聯(lián)合支護(hù)就是指在井下掘進(jìn)時(shí)，需要采用兩種或者更多的支護(hù)方式，共同對(duì)圍巖進(jìn)行穩(wěn)定的一種綜合性支護(hù)手段。單一支護(hù)的方式主要包含錨桿支護(hù)、混凝土支護(hù)、砌碹支護(hù)和棚架式支護(hù)等。如果在正常的施工過(guò)程中將這幾種方式通過(guò)科學(xué)的疊加，有機(jī)地結(jié)合在一起，就能夠形成聯(lián)合支護(hù)。在聯(lián)合支護(hù)中，大家常見(jiàn)的幾種形式有：①錨噴支護(hù)。就是將錨桿同混凝土土支護(hù)有機(jī)結(jié)合在一起，這種支護(hù)的方式安全可靠，成本較低，在礦井下進(jìn)行掘進(jìn)可以采用此方式，尤其是在易垮塌的巷道中，應(yīng)用更為頻繁。②錨網(wǎng)支護(hù)。就是有機(jī)結(jié)合錨桿和金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)就是使用鐵絲制成網(wǎng)片，并利用托板將其穩(wěn)穩(wěn)地固定在事先準(zhǔn)備好的錨桿的端頭處。該方式的主要作用是防止小塊巖石在松動(dòng)的情況下掉落，常用在一些圍巖不夠穩(wěn)定、跨度較小的煤礦巷道中。③錨噴網(wǎng)支護(hù)。這是一種綜合性的支護(hù)方式，是錨桿與混凝土加上金屬網(wǎng)共同進(jìn)行支護(hù)。金屬網(wǎng)可以有效提高混凝土的整體特性，讓混凝土產(chǎn)生的應(yīng)力可以均勻地分布在各個(gè)角落，從而防止出現(xiàn)噴層開(kāi)裂的現(xiàn)象，增強(qiáng)噴層本身的抗壓力、抗拉力。

噴層主要就是把金屬網(wǎng)全部都覆蓋上，但是這種方式有環(huán)境限制，需要在巖層破碎、圍巖不穩(wěn)定、跨度過(guò)大的礦井巷道中進(jìn)行，這樣才能真正地發(fā)揮出它的效用，提高生產(chǎn)的安全性，盡可能防止意外的出現(xiàn)。

3 煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 推廣和發(fā)展掘錨一體化技術(shù)

煤礦井下巷道掘錨一體化技術(shù)代表著煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向，也是實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采高產(chǎn)高效礦井技術(shù)的主要措施。相對(duì)于其他掘進(jìn)技術(shù)，掘錨一體化技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)有：①適用范圍更廣，掘進(jìn)工效也有進(jìn)一步改善，巷道成型好；②適合于頂板條件不太好的單巷及雙巷掘進(jìn)；③能夠提高錨桿支護(hù)的效果，改善作業(yè)環(huán)境和降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

由于我國(guó)的煤礦地質(zhì)比較復(fù)雜，各種井下掘進(jìn)技術(shù)和設(shè)備參差不齊，施工的工藝也不同，因此要發(fā)展掘錨一體化技術(shù)，就要針對(duì)我國(guó)煤礦的地質(zhì)條件和施工工藝進(jìn)行研究，提供多種配套形式。

3.2 大斷面多巷掘進(jìn)推廣使用連續(xù)采煤機(jī)技術(shù)

在大斷面多巷掘進(jìn)中，國(guó)外多是采用連續(xù)采煤機(jī)技術(shù)，也是高效率高質(zhì)量工作面順槽主要掘進(jìn)方式。連續(xù)采煤機(jī)煤巷掘進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)采掘一體化，具有掘進(jìn)速度快、掘進(jìn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，也是目前多巷高效掘進(jìn)技術(shù)研究的重點(diǎn)。

總而言之，煤炭是一種不可再生資源，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展起到重要的作用，對(duì)煤炭資源的利用應(yīng)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理論。選擇最為合適的井下掘進(jìn)技術(shù)，可以提高煤礦生產(chǎn)的機(jī)械化和生產(chǎn)質(zhì)量的高效性，從而滿足煤礦企業(yè)的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)、節(jié)約生產(chǎn)及可持續(xù)化生產(chǎn)目標(biāo)。

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