我國煤巷機械化掘進機現(xiàn)狀及錨桿支護技術(shù)

＊曾 奇

（山西焦煤西山煤電西曲礦 山西 030200）

現(xiàn)階段，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的生產(chǎn)規(guī)模不斷拓展，在發(fā)展的過程中對能源的需求也在不斷增加，因此需要煤炭企業(yè)積極改進和優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，以此來提高煤炭開采的效率和質(zhì)量。本文主要分析我國煤巷機械化掘進的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上分析錨桿支護技術(shù)的具體運用。

1.煤礦掘進現(xiàn)狀

在二十一世紀初，我國開始了對煤礦開采設(shè)計的改進和革新，其中最主要的表現(xiàn)為實現(xiàn)了傳統(tǒng)巖石集中布局方式的改進和優(yōu)化。在煤炭開采領(lǐng)域中，為了更好滿足社會生產(chǎn)對煤炭資源的需求，煤礦企業(yè)積極進行改進和發(fā)展，以此來提高采礦的效率和質(zhì)量。在這個過程中產(chǎn)生了三種掘進技術(shù)，分別是：單臂掘進機和其他鉆機同時運行的掘進方法的綜合掘進技術(shù)；與錨桿鉆車設(shè)備一起工作的連續(xù)掘進機的掘進技術(shù)；掘進機與錨桿鉆車設(shè)備結(jié)合的技術(shù)。這三種掘進技術(shù)的區(qū)別主要體現(xiàn)在提取煤的方法不同，而且在運用錨桿鉆車設(shè)備的過程中不同設(shè)備之間的配套工作也不同。

(1)綜合掘進技術(shù)

綜合掘進技術(shù)是煤巷掘進中運用最為廣泛的掘進技術(shù)，其主要優(yōu)勢在于運用范圍較廣，能夠適應(yīng)不同的掘進環(huán)境。綜合技術(shù)的主要組成部分如圖1所示?，F(xiàn)階段，為了有效提高煤巷掘進的效率和質(zhì)量，開始對傳統(tǒng)的煤巷掘進機器進行改進和更新，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了新的掘進機器，有效提高了煤巷掘進的有效性。

圖1 綜合掘進技術(shù)的主要組成部分

(2)大斷面煤巷掘進技術(shù)

連續(xù)采掘機主要被運用于單面煤巷掘進技術(shù)中，連續(xù)采掘機是截面的截斷設(shè)備，在實際運用的過程中能夠集運輸于一體，以此來提高煤巷掘進的效率和質(zhì)量。這種掘進技術(shù)在發(fā)展和改進的過程中逐漸衍生出兩種不同的運輸方式：連續(xù)性運輸方式和間斷運輸方式，通過運用不同的運輸方式來更好滿足煤巷掘進的需求。煤巷技術(shù)能夠通過掘進機和機械底部鉆頭的交叉來更換位置，在此基礎(chǔ)上完成持續(xù)性工作，而且在更換的過程中能保證兩種設(shè)備安全穩(wěn)定運行，從而有效避免因更換位置造成的故障和損失。但是，在進行位置更換的過程中也存在一定的問題，例如進行設(shè)備調(diào)動和運輸往往需要較大的空間，但是設(shè)備更換所運用的時間較長，而且可運用于位置更換的空間不足，因此不能很好滿足煤巷掘進的需求，在實際運用的過程中需要針對設(shè)備位置更換制定相應(yīng)的方案，以此來提高位置更換的效率和質(zhì)量。

(3)掘進機與錨桿鉆車設(shè)備結(jié)合的技術(shù)

運用掘錨機組掘進技術(shù)能實現(xiàn)掘進機與錨桿鉆車設(shè)備的結(jié)合，有效提高了設(shè)備運用的效率和質(zhì)量。運用這一技術(shù)能同時實現(xiàn)采掘和支護工作，而且在開展巷道掘進的同時能實現(xiàn)支護，以此來保證掘進的效率。這一技術(shù)在運用的過程中對頂板的穩(wěn)定性要求較高，主要由于掘錨機組掘進技術(shù)自身存在結(jié)構(gòu)復雜、組裝困難的特點，如果不能保證頂板的穩(wěn)定性，在實際施工的過程中很容易發(fā)生震動，從而影響施工的安全性和穩(wěn)定性。

2.錨桿支護技術(shù)現(xiàn)狀

煤巷掘進中運用的錨桿支護技術(shù)在發(fā)展的過程中經(jīng)歷了從棚式支護到錨桿支護，而且經(jīng)過具體實踐發(fā)現(xiàn)錨桿支護在運用的過程中表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，運用錨桿支護能有效提高支護的效率和質(zhì)量，而且運用錨桿支護能實現(xiàn)控制人財物成本的目的，能夠保證煤巷掘進工作的安全性和穩(wěn)定性。而我國運用錨桿支護技術(shù)也經(jīng)歷了從低強度、高強度再到高預應(yīng)力和強力錨桿支護的階段，在錨桿支護技術(shù)發(fā)展初期的主要特點在于支護強度較低，而且運用的支護理論和方式尚不完善，因此影響了錨桿支護技術(shù)運用的有效性。此外，在運用的過程中存在的另一問題在于配套的監(jiān)測儀器存在缺點和不足，這影響了錨桿支護的質(zhì)量，同時難以保證煤巷掘進工作的安全性和穩(wěn)定性。為了更好解決錨桿支護技術(shù)在運用的過程中存在的問題，我國在進行技術(shù)改進和優(yōu)化的過程中積極運用了國外先進的技術(shù)和經(jīng)驗，而且在運用的過程中結(jié)合了我國煤巷掘進的實際情況，在此基礎(chǔ)上提高了支護技術(shù)的可行性和有效性，保證煤巷掘進工程順利推進。

3.錨桿支護作用機理分析

之前的錨桿支護理論存在的主要問題為加固拱的局限性，下面主要分析在復雜巷道圍巖條件下如何運用錨桿支護技術(shù)。

首先，運用錨桿支護的主要目的在于打開錨固區(qū)域的分層，從而保證圍巖能夠處于壓縮狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)圍巖剪切和形變，以此來保證錨固區(qū)圍巖的穩(wěn)定性和完整性，同時能夠有效提高錨固區(qū)圍巖的強度。

其次，為了有效抑制錨固區(qū)外延層的分析，可以在錨固區(qū)形成高強度的二次支承結(jié)構(gòu)，以此來實現(xiàn)改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)的目的。當巷道條件較為復雜的時候，可以運用高預應(yīng)力支護組合體系，以此來保證煤巷掘進工程順利推進。

4.煤巷機械化掘進與支護技術(shù)發(fā)展趨勢

上述主要分析了現(xiàn)階段煤巷掘進和支護技術(shù)在運用的過程中存在的主要問題，在此基礎(chǔ)上對煤巷機械化掘進和支護技術(shù)發(fā)展趨勢進行展望，明確煤巷機械化掘進的發(fā)展方向，同時積極進行技術(shù)改進和優(yōu)化，以此來提高煤巷掘進的效率和質(zhì)量。

首先，煤巷機械化掘進發(fā)展的主要趨勢在于積極發(fā)展和推廣開挖錨固聯(lián)合裝置，以此來更好滿足煤礦生產(chǎn)和發(fā)展的需求。這一設(shè)備已經(jīng)在英國和澳大利亞等國被積極運用，而且取得了良好的運用成效，因此國外的開挖錨機運用已經(jīng)十分廣泛。在我國要保證煤巷掘進的效率和質(zhì)量，就需要積極運用錨固聯(lián)合裝置，現(xiàn)階段我國針對錨固聯(lián)合裝置的研究工作也在順利推進。

其次，在進行煤巷機械化掘進的過程中會積極運用到連續(xù)剪切機。連續(xù)式掘進機多巷掘進在國外已經(jīng)取得了十分廣泛的運用。我國煤礦在發(fā)展的過程中也開始積極運用掘進機來進行巷道掘進。連續(xù)性掘進機的優(yōu)勢在于掘進速度較快而且產(chǎn)量較高，而且能夠很好滿足煤巷掘進過程中對通風、運輸?shù)鹊男枨蟆?/p>

最后，煤巷機械化掘進在發(fā)展的過程中會運用到錨桿支護技術(shù)?，F(xiàn)階段煤巷道錨桿支護技術(shù)在我國的運用范圍不斷拓展，從而有效提高了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。為了保證煤礦開采工作順利推進，需要積極運用錨桿支護技術(shù)，以此來保證煤巷掘進的安全性和穩(wěn)定性，保證煤礦開采工作順利推進。

5.煤巷錨桿支護技術(shù)

(1)錨桿支護設(shè)計

在運用煤巷錨桿支護技術(shù)的過程中需要對其進行設(shè)計，在這個過程中需要結(jié)合煤巷掘進的具體情況，同時積極借鑒國外先進的生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)驗，在此基礎(chǔ)上進行錨桿支護技術(shù)的改進和更新，經(jīng)過研究和實踐我國已經(jīng)成功開發(fā)出了錨桿支護動態(tài)信息設(shè)計法。這一設(shè)計方法的主要內(nèi)容如下：井下監(jiān)測、圍巖結(jié)構(gòu)和錨固性能測試。在設(shè)計過程中運用到的煤巷錨桿支護設(shè)計軟件為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、咨詢系統(tǒng)、設(shè)計系統(tǒng)和繪圖系統(tǒng)。此外還要積極對計算結(jié)果進行檢驗和修改，并進行多次實際試驗，以此來提高支護設(shè)計的科學性和有效性，同時能大大減少設(shè)計過程中相關(guān)技術(shù)人員的勞動量，從而實現(xiàn)對勞動力資源的合理配置。

(2)錨桿支護材料

在對錨桿支護技術(shù)進行改進和優(yōu)化的過程中要注重積極運用高強度的、穩(wěn)定的錨桿支護材料，以此來保證錨桿支護技術(shù)運用的效率和質(zhì)量。首先需要保證錨桿支護材料的強度，在這個過程中要充分認識到錨桿支護材料對巷道支護的影響。其次要注重運用樹脂錨固劑。樹脂錨固劑屬于高分子材料，主要特點為黏結(jié)強度較大而且固化速度較快，使用具有很高的安全性和穩(wěn)定性，因此可以被廣泛運用于煤巷錨桿支護過程中。

(3)錨桿支護施工機具

錨桿支護施工過程中運用到的主要機具有風動式錨桿鉆機、液壓式錨桿鉆機等等，施工機具的運用能有效提高錨桿支護的效率和質(zhì)量?，F(xiàn)階段，我國煤礦在進行煤巷掘進的過程中運用最多的為單體錨桿鉆機，按照不同的工作原理可以將鉆機分為旋轉(zhuǎn)式、沖擊式等等。在運用錨桿支護技術(shù)的過程中需要積極開展錨桿支護監(jiān)測工作，以此來保證煤巷掘進的安全性和穩(wěn)定性，錨桿井下監(jiān)測主要分為綜合監(jiān)測和日常監(jiān)測，監(jiān)測的主要對象為巷道表面位移情況和錨桿受力情況等等，為了更好滿足錨桿支護的需求，需要積極進行監(jiān)測儀器的改進和完善。

6.小結(jié)

本文主要分析我國現(xiàn)階段煤巷機械化掘進現(xiàn)狀，在這個過程中主要明確了煤巷機械化掘進中存在的主要問題，在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的優(yōu)化策略，以此來提高煤巷掘進的效率和質(zhì)量。在這個過程中需要積極運用錨桿支護技術(shù)，明確錨桿支護技術(shù)在煤巷機械化掘進中運用的關(guān)鍵和重點。