煤礦開(kāi)采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的分析

林雪峰

吉林省琿春市琿春礦業(yè)集團(tuán)板石煤業(yè)有限公司 吉林琿春 133300

1 煤礦開(kāi)采技術(shù)分析

1.1 綜采技術(shù)工藝

綜采是指即破、裝、運(yùn)、支、處五個(gè)主要工序都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化的煤礦綜合機(jī)械化采煤，如今這種技術(shù)的應(yīng)用正在不斷擴(kuò)大。煤層較穩(wěn)定、頂板堅(jiān)硬等環(huán)境下的長(zhǎng)壁開(kāi)采一般都適合使用綜采工藝。綜采工作面具有許多優(yōu)點(diǎn)，煤礦產(chǎn)量高、安全系數(shù)高、機(jī)械化程度高和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度低。綜采工藝也具有一些不足：它的成本投入較大、在裝備和回撤工作方面具有較大困難、同時(shí)需要很高的技術(shù)要求，對(duì)煤礦質(zhì)量不能保證。綜采工藝意味著在各個(gè)采煤作業(yè)環(huán)節(jié)更加借助機(jī)械設(shè)備的作用，但是在實(shí)際作業(yè)中，要想真正實(shí)現(xiàn)全面的機(jī)械化，還是難以短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，綜采工藝還是有著比較強(qiáng)的應(yīng)用限制，這種限制的大小主要取決于技術(shù)上是否能做出突破，因此企業(yè)需要不斷對(duì)先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和引進(jìn)，讓機(jī)械化的程度不斷提升[1]。

1.2 煤礦炮采技術(shù)

爆破開(kāi)采主要是指在長(zhǎng)壁工作區(qū)域上面，將爆破與單柱支柱架及人工裝煤技術(shù)相結(jié)合的煤礦開(kāi)采技術(shù)。爆破采礦的過(guò)程是：破煤和裝煤及運(yùn)輸煤炭，支撐頂煤進(jìn)行開(kāi)采。爆破開(kāi)采技術(shù)的工作面設(shè)備簡(jiǎn)單。以煤電鉆為鉆具，以輕刮板輸送機(jī)為輸煤裝置，采用支護(hù)坑木支撐。因此，爆破開(kāi)采具有適應(yīng)性強(qiáng)，投資成本低，工作面布置靈活，支柱支撐方便，保證煤質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。爆破開(kāi)采技術(shù)的弊端也很明顯，即煤礦的安全性大大降低，頻繁的礦難嚴(yán)重影響了煤礦的開(kāi)采效率。在爆破采礦技術(shù)的應(yīng)用中，有必要盡可能增加爆破孔的數(shù)量，這樣可以有效縮短爆破時(shí)間，使爆破后的煤礦巷道圍巖保持平直，避免對(duì)頂板產(chǎn)生不利影響和支持設(shè)計(jì)。煤石的裝卸主要采用機(jī)械設(shè)備，不僅提高了效率，而且減輕了煤礦掘采人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了不必要的勞動(dòng)力損失。

1.3 煤礦常規(guī)采礦技術(shù)

常規(guī)采礦技術(shù)是與綜合采礦技術(shù)相反的煤礦技術(shù)的一種。它是一種采礦技術(shù)系統(tǒng)，以最為簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)備為輔助開(kāi)采設(shè)備，以人工采礦為主。與綜合采礦技術(shù)相比，一般采礦技術(shù)的開(kāi)采效率相對(duì)較低，但同時(shí)采礦成本投資較小，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，非常適合大多數(shù)類型的礦區(qū)。普通采礦技術(shù)，主要用于最小規(guī)模煤礦開(kāi)采方法。煤炭開(kāi)采企業(yè)沒(méi)有進(jìn)行開(kāi)采成本預(yù)算，因此，選擇通用的開(kāi)采技術(shù)是最合適的開(kāi)采方法，并且由于對(duì)人類采礦的辨別度性比較強(qiáng)，所以可以保證煤炭資源的開(kāi)采質(zhì)量。但是在一般采礦技術(shù)的應(yīng)用中，安全建設(shè)是一項(xiàng)重要的采礦工作。近年來(lái)，普通采礦技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)生的采礦事故越來(lái)越多，這對(duì)煤炭企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了很大的負(fù)面影響因素[2]。

2 煤礦企業(yè)掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)分析

2.1 臨時(shí)支護(hù)的U型鋼分析方法

對(duì)于采煤作業(yè)，在開(kāi)采過(guò)程中巖石破碎時(shí)，很容易引起崩塌等問(wèn)題，直接威脅到整個(gè)開(kāi)采過(guò)程中的整體施工安全。因此，為了有效處理這種緊急情況，我們應(yīng)該采取科學(xué)有效的支持措施。用U形鋼架支撐現(xiàn)有斷層可以有效加固圍巖。在實(shí)際操作中，U形鋼架和螺栓支架應(yīng)有機(jī)結(jié)合，主要是確保達(dá)到適當(dāng)?shù)膬A斜角度。

2.2 后退臥底的支護(hù)技術(shù)分析

當(dāng)煤礦建筑企業(yè)進(jìn)行開(kāi)挖和開(kāi)采工作時(shí)，很容易看到斷層向上或向下移動(dòng)。此時(shí)，施工人員會(huì)遇到非常危險(xiǎn)的安全問(wèn)題。因此，煤礦企業(yè)就要進(jìn)行使用后向移動(dòng)及臥底支撐技術(shù)。首先，該技術(shù)必須在高程差為2.5m的巷道橫斷面支撐作業(yè)中才能使用。后向和地下支護(hù)技術(shù)的有效應(yīng)用，可以幫助提高錨網(wǎng)的強(qiáng)度及巷道的強(qiáng)度的提高。其次，后退臥底和底支護(hù)技術(shù)可用于隧道圍巖的支護(hù)。煤礦施工人應(yīng)對(duì)掘進(jìn)設(shè)備，進(jìn)行合理的相后退處理操作流程，并要控制好所后退的距離。再次，如果工作面的坡度小于其自身的坡度，施工人員需要使用12°的負(fù)載斜率，然后將負(fù)載斜率用作巷道支護(hù)工作的支護(hù)工具。后向和地下支護(hù)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)，是優(yōu)化圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并確保施工人員的人身安全。

2.3 錨網(wǎng)支撐技術(shù)

由于復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境對(duì)煤礦區(qū)的影響因素，相關(guān)人員有必要對(duì)開(kāi)挖掘進(jìn)支護(hù)方法應(yīng)做出有效合理的定位。對(duì)于巖石層比較強(qiáng)度大的，完整性高的地區(qū)，可以采用后臥開(kāi)采法進(jìn)行采礦。這項(xiàng)技術(shù)的操作安全性是很高的，但是需要相關(guān)人員的體力大量消耗。如果開(kāi)挖施工區(qū)的土壤密度較小且質(zhì)地相對(duì)較軟，則可以采用直接頂破法進(jìn)行支護(hù)，但需要選擇最佳的支護(hù)設(shè)施，以最大程度地減少采礦對(duì)土層所造成的影響，并確保支護(hù)支撐技術(shù)的有效性。

2.4 圍巖和支撐體一體化

與上述系列支護(hù)技術(shù)相比，最 理想的支護(hù)方法是有效地將圍巖和支護(hù)體統(tǒng)一起來(lái)。該模式的應(yīng)用可以很好地反映其自身的承載能力。在這種情況下，支撐體的承載力最小，而圍巖的承載力最大。該方案的實(shí)施過(guò)程是：隧道開(kāi)挖完成后，施工人員需要用錨網(wǎng)支撐隧道圍巖，然后結(jié)合圍巖和隧道底板頂部圍巖的變化。觀察現(xiàn)狀，設(shè)定最理想的時(shí)間點(diǎn)，在圍巖變形增加的情況下，可以通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支撐，從而達(dá)到圍巖整體組合水平大大改善了。這種支護(hù)方案的應(yīng)用可以反映圍巖的承載能力和剛性錨桿支護(hù)的價(jià)值[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

煤礦資源是發(fā)展我國(guó)各行各業(yè)的重要能源。因此，支護(hù)技術(shù)的研究具有重要的意義。隨著煤礦工業(yè)的發(fā)展，隧道技術(shù)也取得了新的發(fā)展，但中國(guó)的支護(hù)技術(shù)仍然存在缺陷，導(dǎo)致煤炭資源開(kāi)采效率低下，但也存在安全隱患。因此，在采煤過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)隧道技術(shù)中的一些問(wèn)題進(jìn)行研究分析，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施，以確保采煤安全，提高采煤效率，促進(jìn)中國(guó)煤礦工業(yè)安全更好更快發(fā)展。