煤礦開(kāi)采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的探討

郭永

摘要：煤炭資源是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，被譽(yù)為“工業(yè)糧食”。本文主要研究的就是煤礦在開(kāi)采以及掘進(jìn)中所使用的技術(shù)問(wèn)題。以煤礦開(kāi)采中暴露出的問(wèn)題作為切入點(diǎn)，詳細(xì)闡述了目前常用的一些煤礦開(kāi)采技術(shù)以及掘進(jìn)支護(hù)的發(fā)展方和具體方式。

關(guān)鍵詞：煤礦;開(kāi)采技術(shù);支護(hù)技術(shù)

引言

煤礦資源絕大部分都深埋在地下，為了將其開(kāi)采出來(lái)，就需要使用特定的方式。良好的煤礦開(kāi)采技術(shù)一方面可以有效減少開(kāi)采過(guò)程中能源的消耗，另一方面也可以降低該工序?qū)τ诘V場(chǎng)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的影響。同時(shí)良好的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)能夠保證煤炭開(kāi)采工作可以順利進(jìn)行下去，還可以確保煤礦開(kāi)采人員的人身安全，因此要對(duì)這兩種技術(shù)給予高度的關(guān)注。

一、煤礦開(kāi)采中暴露出的問(wèn)題

（一）污染嚴(yán)重

煤炭開(kāi)采行業(yè)有著悠久的歷史，所使用的技術(shù)也是層出不窮，而傳統(tǒng)的煤礦開(kāi)采方式以露天開(kāi)采為主，無(wú)論是在爆破階段還是在煤炭的運(yùn)輸階段都會(huì)產(chǎn)生大量的揚(yáng)塵，這些揚(yáng)塵在沒(méi)有進(jìn)行有效治理的情況下很容易逸散到空氣中，嚴(yán)重影響到空氣質(zhì)量[1]。此外，傳統(tǒng)的煤礦巷道開(kāi)掘技術(shù)也存在著一些問(wèn)題，由于技術(shù)科技含量不高，在掘進(jìn)的過(guò)程中會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的影響，產(chǎn)生山體滑坡以及地面凹陷等問(wèn)題。因此必須要對(duì)開(kāi)采技術(shù)以及掘進(jìn)的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，這不僅是為了滿足效率的需要，同時(shí)也是為了保護(hù)環(huán)境不受污染。

（二）安全性不高

上文提到過(guò)，煤礦資源一般都是埋藏在地下，為了獲取到煤炭，負(fù)責(zé)開(kāi)采的工人就要深入地下，在地下進(jìn)行開(kāi)采活動(dòng)。地下開(kāi)采環(huán)境不僅作業(yè)區(qū)域狹小，而且溫度較高，工作環(huán)境十分惡劣，同時(shí)受到瓦斯以及地下水的影響，煤礦作業(yè)存在著瓦斯爆炸以及透水事故風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生事故，對(duì)于工人生命健康會(huì)有嚴(yán)重的危害，因此安全問(wèn)題成為社會(huì)焦點(diǎn)之一。而在實(shí)際的煤炭開(kāi)采作業(yè)中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)事故，產(chǎn)生此類(lèi)問(wèn)題的最重要原因在于相關(guān)的監(jiān)管人員對(duì)于技術(shù)的安全要點(diǎn)缺乏足夠的重視，導(dǎo)致技術(shù)在使用的過(guò)程中不夠規(guī)范，由此引發(fā)事故。

二、當(dāng)前開(kāi)采技術(shù)種類(lèi)

由于煤炭的開(kāi)采具有一定的危險(xiǎn)性，因此為了保證安全，在作業(yè)開(kāi)始之前必須要對(duì)開(kāi)采區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及地下水文等做詳細(xì)的調(diào)查，并且根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)選擇使用適宜的采煤技術(shù)。現(xiàn)今我國(guó)最常用的技術(shù)有兩種。

（一）炮采技術(shù)

炮采技術(shù)在小型的煤礦企業(yè)中被廣泛使用，其本質(zhì)是利用爆破的方式將地下的煤炭震碎，并且使用單體支柱的方式對(duì)于工作面進(jìn)行支護(hù)，在支護(hù)工作完成之后以人工的方式將散落的煤炭運(yùn)送到地表。這種開(kāi)采技術(shù)的特點(diǎn)是所使用的工具相對(duì)簡(jiǎn)單，工作面的鉆眼工序使用煤電鉆就可以完成，而運(yùn)送工序可以使用輕型的刮板運(yùn)輸設(shè)備，支撐結(jié)構(gòu)可以使用坑木[2]。這些工具操作程序簡(jiǎn)單方便，因此該方式具有成本小、靈活性高、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)。但是由于其支護(hù)是由坑木來(lái)進(jìn)行的，且對(duì)于爆破的精準(zhǔn)性要求比較高，因此這種開(kāi)采方式在進(jìn)行放頂工作的時(shí)候往往會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，容易引發(fā)頂板塌落等意外情況。此外，由于該技術(shù)在采煤的時(shí)候需要大量的勞動(dòng)力，因此對(duì)于工人來(lái)說(shuō)勞動(dòng)強(qiáng)度非常高，采煤的效率得不到保障。

（二）綜采技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)最大的特點(diǎn)就是在整個(gè)開(kāi)采過(guò)程主要是以機(jī)械化的方式來(lái)進(jìn)行，不僅提升整體的工作速度，也是對(duì)于工作安全性的有力保障，成為未來(lái)煤炭行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

從總體上來(lái)說(shuō)，綜采技術(shù)分為割煤與裝煤兩個(gè)主要環(huán)節(jié)，割煤環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)開(kāi)采，而裝煤環(huán)節(jié)則負(fù)責(zé)運(yùn)輸。先來(lái)說(shuō)割煤環(huán)節(jié)，綜采技術(shù)中割煤環(huán)節(jié)主要是利用大型的機(jī)械設(shè)備來(lái)進(jìn)行，當(dāng)前比較常見(jiàn)的采煤機(jī)有刨煤機(jī)以及滾筒采煤機(jī)兩種，針對(duì)煤層頂部容易出現(xiàn)波動(dòng)的情況，在使用滾筒采煤機(jī)的時(shí)候一般都會(huì)選擇可以進(jìn)行自由調(diào)節(jié)的雙滾筒采煤機(jī)，在煤礦被切割下來(lái)之后，直接運(yùn)送到刮板機(jī)上，并且通過(guò)機(jī)械設(shè)備將其輸送至地面。這種采煤的方式可連續(xù)進(jìn)行，而且在采煤的過(guò)程中所不需要大量的人工介入，大大提高了采煤人員的安全性，是非常流行的一種采煤方式。

三、掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的前景與具體應(yīng)用

（一）發(fā)展方向

想要促使采煤工作以及企業(yè)發(fā)展能夠平穩(wěn)快速地展開(kāi)，就應(yīng)做好巷道掘進(jìn)中的支護(hù)措施，保證安全。隨著采煤技術(shù)的不斷革新，掘進(jìn)技術(shù)也要隨之發(fā)展。針對(duì)煤礦中包含的永久性巷道來(lái)說(shuō)，要逐漸從傳統(tǒng)的巖巷過(guò)渡到煤巷中去，這種轉(zhuǎn)變不僅可以大大提高掘進(jìn)的效率，同時(shí)也可以縮短礦井建設(shè)的時(shí)間[3]。從巷道斷面的形狀以及大小的角度出發(fā)，要減少拱形斷面巷道的數(shù)量，增加矩形斷面巷道數(shù)量，通過(guò)這種轉(zhuǎn)變來(lái)提高巷道斷面的利用效率，同時(shí)截面形狀的改變也滿足了一些大型開(kāi)采設(shè)備對(duì)于巷道的基本要求，對(duì)于提高采煤效率來(lái)說(shuō)大有裨益。

（二）關(guān)于吊鏈?zhǔn)角疤搅杭夹g(shù)

這種方式具體表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)為依靠3根吊掛式的前梁作為臨時(shí)的主要支撐結(jié)構(gòu)。對(duì)于材質(zhì)的選擇尤為重要，在這項(xiàng)技術(shù)中前探梁采用π型鋼材來(lái)制作，長(zhǎng)度要保證在3.5m以上，并且需要使用吊環(huán)來(lái)對(duì)其實(shí)施最后的穩(wěn)固工作。中梁要根據(jù)巷道中線的位置進(jìn)行架設(shè)，梁柱上的固定點(diǎn)位應(yīng)至少保證擁有兩個(gè)，且前探梁與迎頭之間距離不能高于0.3米[4]。在正式開(kāi)始架設(shè)之前一定要清理掉浮矸，所有的工作都要在完整的永久支護(hù)的保護(hù)下進(jìn)行，禁止在空頂?shù)臓顟B(tài)下使用該技術(shù)。

（三）關(guān)于吊環(huán)式前探梁技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要是使用了懸掛的前探支架作為結(jié)構(gòu)，具體選用數(shù)量依舊為3根。可以使用11#工字鋼或者π型鋼當(dāng)作前探支架的材料。其長(zhǎng)度要大于3m，側(cè)邊與中間的梁柱之間位置間距要控制在1m以上，而且每根梁需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的固定點(diǎn)，以確保支架能夠在實(shí)際作業(yè)中穩(wěn)定可靠。

四、結(jié)束語(yǔ)

煤炭的開(kāi)采技術(shù)提升對(duì)于企業(yè)發(fā)展和整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步具有決定性作用，而掘進(jìn)支護(hù)這一先進(jìn)技術(shù)則是關(guān)系到整個(gè)工作安全性的重要措施。這兩種技術(shù)都是煤炭作業(yè)中關(guān)鍵性的技術(shù)，因此相關(guān)的工作人員必須要嚴(yán)格按照工藝的要求來(lái)進(jìn)行作業(yè)，詳細(xì)分析煤層結(jié)構(gòu)，使用適合的技術(shù)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，確保我國(guó)的煤炭行業(yè)可以健康、平穩(wěn)地發(fā)展下去。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐春輝， 馮偉斌. 煤礦掘進(jìn)支護(hù)問(wèn)題與合理應(yīng)對(duì)建議研究[J]. 環(huán)球市場(chǎng)， 2017（7）.

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