淺談煤礦開采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)

劉龍

摘要：我國的煤礦開采工作大多需要在地下進(jìn)行，并需要在地表上進(jìn)行大量巷道的挖掘工作，只有這樣才能夠為后續(xù)的采煤以及運輸作業(yè)提供一個良好的運行基礎(chǔ)。但是在煤礦開采工作多需要在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的井下進(jìn)行，這也就要求做好煤礦的掘進(jìn)支護(hù)以及圍巖的穩(wěn)定水平，并借此來提升其煤礦生產(chǎn)的安全水平。鑒于此，本文主要分析探討了煤礦開采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)方面的內(nèi)容，以供參閱。

關(guān)鍵詞：煤礦；開采技術(shù)；掘進(jìn)支護(hù)

當(dāng)今世界急速發(fā)展，處于快速發(fā)展中的中國對煤炭的需求量逐漸增大，煤礦企業(yè)面對的競爭和挑戰(zhàn)也變得越來越嚴(yán)峻。在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中，煤礦企業(yè)如果想要在其中謀得一席之地，就應(yīng)該大力改進(jìn)煤礦掘進(jìn)技術(shù)，提高煤礦開采的安全性。在煤礦掘進(jìn)中煤礦支護(hù)技術(shù)有著十分重要的地位，改進(jìn)支護(hù)技術(shù)有提高資源利用效率，提高煤礦的開采量以及降低企業(yè)的生產(chǎn)成本等優(yōu)點，除此之外，還可以在一定程度上緩解中國煤礦資源不足的問題，推進(jìn)中國工業(yè)的發(fā)展。

1煤礦開采技術(shù)的分析

在現(xiàn)實的煤礦開采技術(shù)中，影響其效率和質(zhì)量的因素有很多種，主要有地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍡l件、煤質(zhì)條件及礦井生產(chǎn)能力。而我國由于社會發(fā)展趨勢和進(jìn)程都晚于西方發(fā)達(dá)國家，相關(guān)的施工技術(shù)普遍采用方法為長臂采煤方法和放頂采煤方法，并在長期的實踐和探索中，在我國的社會應(yīng)用已趨于成熟。而在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的難采煤層采煤方法和技術(shù)目前仍有較大的發(fā)展空間。在綜采工藝的運用中，通過對全生產(chǎn)工序的機械化作業(yè)實現(xiàn)，大大降低勞動幅度的同時，也提高著現(xiàn)代生產(chǎn)支線單產(chǎn)及安全性。相關(guān)工藝主要包括割煤，破煤與裝煤是割煤中的兩個主要工序。

2煤礦開采中掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

2.1掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

支護(hù)技術(shù)在使用中，其性能是不斷提高的，巷道支護(hù)技術(shù)能夠提高地下煤礦開采的安全性，傳統(tǒng)支護(hù)材料一般選用木材和鋼材，現(xiàn)在逐漸發(fā)展成為錨桿支護(hù)。錨桿支護(hù)是中國20世紀(jì)50年代開始使用的，但是，當(dāng)時錨桿支護(hù)技術(shù)還存在一定的局限性，此類技術(shù)在應(yīng)用中處于被動狀態(tài)，一般都是用水泥或機械的方式固定，采用鋼絲繩的錨桿，錨桿硬度和強度當(dāng)時還達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，這些錨桿一般不能在地質(zhì)比較復(fù)雜的地段使用，只能在簡單的地質(zhì)條件下使用。在錨桿支護(hù)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，中國借鑒了大量國外先進(jìn)技術(shù)，錨桿強度越來越高，而且能夠在較為復(fù)雜的地質(zhì)條件下使用。在煤礦行業(yè)高速發(fā)展的今天，煤礦開采環(huán)境日益復(fù)雜，應(yīng)該采用高預(yù)應(yīng)力的錨桿和主動支護(hù)的方式?，F(xiàn)在，在煤礦巷道的掘進(jìn)中，一般都是采用錨桿支護(hù)的方式，能夠防止巷道在掘進(jìn)中產(chǎn)生位移現(xiàn)象，而且圍巖也不會因為壓力過大產(chǎn)生開裂，應(yīng)用錨桿支護(hù)的方式，能夠提高巖體凝聚力，提高巖體強度。提高錨桿支護(hù)強度，能夠提高掘進(jìn)水平，通過提高支護(hù)密度的方式完善錨桿的可靠性。

2.2煤礦掘進(jìn)過程中的支護(hù)現(xiàn)狀

隨著我國煤礦開采工作的不斷增加，原有的巷道布置方式都在巖石之中，嚴(yán)重影響開拓掘進(jìn)效率和消耗運輸能力。隨著支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越多的應(yīng)用煤巷道代替巖石巷道進(jìn)行煤層的開采運輸，雖然支護(hù)的難度增加了不少，但隨之產(chǎn)生的經(jīng)濟效益卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于支護(hù)工作所需費用。煤礦掘進(jìn)工作中最重要的莫過于支護(hù)工作，它是保證煤礦巷道安全的最重要手段。支護(hù)工作最主要的作用是限制被挖空的巷道周圍巖石的由于壓力變化產(chǎn)生的位移，提高巷道的承載能力、穩(wěn)定巖層，從而保證施工人員與設(shè)備的安全。煤礦巷道的支護(hù)形式經(jīng)歷了木支護(hù)、混凝土結(jié)構(gòu)支護(hù)、鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)和錨桿支護(hù)等階段。我們國家最初使用錨桿支護(hù)技術(shù)來處理煤礦巷道支護(hù)問題是在60多年，從那時起支護(hù)技術(shù)發(fā)展得越來越成熟，也逐漸研究出了各種開采環(huán)境下相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)。主要有單體錨桿支護(hù)、桁架錨桿支護(hù)、深井錨桿支護(hù)、軟巖巷道錨桿支護(hù)等形式，他們在經(jīng)過煤炭生產(chǎn)企業(yè)的運用之后在不同的煤層支護(hù)工作中發(fā)揮了巨大的作用，取得了令人滿意的支護(hù)效果和經(jīng)濟利益。

2.3煤礦開采中掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

（1）直接破頂法。直接破頂法通常都是利用掘進(jìn)機直接沖擊斷層的頂部，需要保留下來性能相對來說比較穩(wěn)定的頂板圍巖，然后利用錨網(wǎng)完成對它的支護(hù)工程。如果頂板巖石的硬度在5m以下，落差滿足小于2m，這一類演說家相對來說比較脆弱，在開始采礦工程后經(jīng)常發(fā)生碎裂的情況，這就導(dǎo)致掘進(jìn)支護(hù)工作不能繼續(xù)進(jìn)行下去。除此之外，如果有很大的坡度存在于實際開采工作中，通常也使用直接坡頂法來進(jìn)行支護(hù)。（2）后退臥底法。在具體的掘進(jìn)過程中，如果有下移問題存在于巷道的斷層中，為了安全能夠得到保證，在進(jìn)行支護(hù)的時候可以選擇后退臥底法。如果巷道斷層的落差不大于2.5m，斷層依然保持堅固的狀態(tài)，這時可以使用的支護(hù)方法有錨網(wǎng)的方式，巷道的穩(wěn)定性在一定程度上得到了提高。一般情況下，在進(jìn)行圍巖支護(hù)工作的時候掘進(jìn)機向后移動的路程大約為15m。（3）臨時支護(hù)U鋼法。在進(jìn)行支護(hù)工作的時候，如果斷層的落差非常大，巖石破碎活著垮塌的情況非常容易發(fā)生，這就在很大程度上威脅到了安全施工。對于這樣的施工情況，最佳的支護(hù)方法是用U型鋼架對斷層做臨時性的支護(hù)，在操作上要把U型鋼架和錨桿支護(hù)進(jìn)行有機結(jié)合，錨桿支護(hù)要保證具有適合的傾斜角度。此外，需要對圍巖進(jìn)行加固，用以保護(hù)臨時支護(hù)具有足夠的強度。（4）其它因素分析。要達(dá)到在復(fù)雜條件下使煤礦開采工作最大程度進(jìn)行，截齒、綜掘機等的選擇也非常重要，只有處理好每一個細(xì)節(jié)問題運轉(zhuǎn)機制才能處于高效、快速的狀態(tài)。具體來說，在選擇截齒的時候要把耐磨強度高的截齒放在優(yōu)先位置，它的優(yōu)點是相對其他來說速度比較快，同時對截齒產(chǎn)生的磨損程度也能夠降到最低。

3結(jié)束語

總而言之，煤礦資源是中國各行各業(yè)發(fā)展中所需要使用的重要能源，具有很大的價值。因此，支護(hù)技術(shù)的研究具有重大的意義。隨著煤礦開采業(yè)的發(fā)展，掘進(jìn)技術(shù)也實現(xiàn)了新的發(fā)展，但是中國的支護(hù)技術(shù)還存在一定缺陷，這導(dǎo)致煤礦資源開采的效率不高，同時還存在一定的安全隱患，因此在煤礦采掘過程中，要根據(jù)實際情況對巷道掘進(jìn)技術(shù)中存在的一些問題進(jìn)行研究分析，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，從而保障煤礦的安全生產(chǎn)，并且提高煤礦開采效率，促進(jìn)我國工業(yè)更好更快發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲彬，欒建偉，將沖沖.煤礦開采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的探討[J].山東工業(yè)技術(shù).2018（07）.

（作者單位：山東華恒礦業(yè)有限公司）