煤礦開采技術及掘進支護技術分析

孫成岱 時坦 曹延國

摘 要：煤炭資源是我國的重要資源，煤礦開采技術的不斷深入使得煤礦巷道的掘進技術成為井下作業的關鍵，面對激烈的市場競爭，作業的技術要求越來越高，煤礦想要在激烈的競爭中取得經濟效益就需要在煤礦開采過程中不斷的提升開采技術和水平，煤礦開采技術是保障井下安全作業的依靠，掘進和支護技術的發展水平則是保障作業人員人身安全和提高經濟效益的關鍵，掘進和支護技術也越來越多的受到企業的重視，但井下惡劣的作業環境和高應力作用導致巷道出現的圍巖支護困難的情況，我國的煤礦掘進技術仍然存在諸多問題，本文主要根據目前巷道掘進或開采過程中遇到的主要問題進行分析總結，為保障井下開采的順利奠定基礎。

關鍵詞：煤礦巷道；支護技術；問題措施；選擇

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.072

1 煤礦掘進支護中存在的問題和地質條件分析

（1）我國煤礦開采范圍和深度逐漸增加，掘進支護技術就成為開采過程中的關鍵，面對井下變化多樣的巷道布置在支護和掘進方面仍然存在一些問題：目前巷道的掘進技術大多數采用傳統的掘進技術，開采周期長，開采設備陳舊，為提高井下作業的安全可靠，巷道逐漸向煤巷轉型，既可以充分發揮大型設備的作業效率，也可以由傳統的拱形工作面向矩形工作面轉變，但轉型后對回采巷道提出更高的要求，因此巷道掘進只有不斷的改進才能滿足開采的需求；加上我國煤礦的支護技術落后，礦井內的掘進支護設備存在強度低的缺陷，所采用的支護技術多為傳統的錨固技術，技術落后且支護不穩定，增加勞動成本，因此不僅會降低作業效率，也存在安全隱患。

（2）根據掘進支護技術的實際操作情況，選擇合理的開采技術，在地質條件特定區域，煤礦開采的區域環境較差，多數處于地質條件惡劣的環境下，多斷層，井下高應力強，煤層內部結構不穩定，水文環境較差。掘進支護在開采過程中有很多難點，頂板的圍巖呈現升高態勢，復雜多變的斷層，特別是在薄弱煤層管理難度較大，這就增加了煤礦企業的支護技術和開采技術要求。

2 煤礦開采掘進支護技術的關鍵

（1）對煤礦開采而言，主要的開采方式是綜采和炮采；炮采主要是在長壁工作面中執行，主要過程是破煤、裝煤、運煤和支護技術，炮采工作面設備安裝簡單，鉆研技術采用煤電鉆，在各種復雜的環境下都可以使用，但炮采工作對頂板的管理不是非常完善，頂板事故多大，安全系數較低，因此在采取炮采時要注意爆破落煤要增加炮眼的個數，采用機械裝煤可以堅強施工人員的強度，炮眼的封堵使用水泡泥，防止出現打筒的現象，加強對作業人員操作流程的培訓，保障作業安全。

（2）綜采工藝是煤礦綜合機械化開采主要技術，即爆破、裝運、支護等工序均已實現機械化，被廣泛的應用于煤礦中，多數應用于煤層穩定且頂板堅硬的煤層，該技術具有安全系數高、產量高、勞動強度低和機械化程度高的優點，但對綜采工作面投入大、無法保障煤質的裝備和回撤，因此在綜采作業時要考慮煤層傾角的大小，綜采工作面地質帶的構造問題和綜采工作面收尾的作業技術。

（3）處于復雜地質條件下的煤礦巷道開采的關鍵是綜合合理的分析該區域的實際地質情況，特別是對地下的復雜多變的地質條件，合理的布置巷道，在巷道開采時要注意發生不穩定圍巖的現象，也就是通常所說的對巷道的破碎巖石進行的支護技術，該技術的關鍵是為了保障周圍的圍巖不受破壞，保障安全生產。掘進支護技術面對復雜的地質條件，可以合理科學的運用掘進和支護技術，提高勞動效率，對圍巖有很好的承載作用，可以將圍巖和支護體組成一個整體，擴大使用的范圍。臨時支護技術的應用主要體現在綜掘機的使用過程中，綜合考慮液態系統，考慮其穩定性和啟動后的自動封鎖裝置，如果可以講穩定性和自動封鎖裝置合起來解決，可以保障支護技術的順利開展；綜掘機施工過程中要有配套的管理制度，可以及時提高施工效率。

3 煤礦開采技術和掘進支護技術的選擇

（1）煤礦掘進技術是煤礦開采到結束的整個過程，大多數企業對開采過程中的掘進技術重視度不夠，盡管掘進技術多樣，但合理利用適合的掘進技術才是提高效率的關鍵。目前我國煤礦常用的支護技術有金屬支護、噴漿支護、錨桿錨網支護和液壓支護技術等。掘進支護技術的選擇要根據煤礦井下作業的實際情況進行，在巷道煤層穩定的巖層且巷道變形較小，可以采用噴漿支護技術；在煤層巷道穩定，頂側壓力較小的巷道可以采用錨桿或錨網支護技術；在變形嚴重，穩定性差的圍巖可以采用便于維護的U型鋼支護技術，在選擇合理的支護技術時要區分綜掘機的使用范圍，結合巷道斷面的圍巖承載情況，完善煤礦掘進的管理過程，提高開采效率。

（2）隨著開采技術的發展，常見的支護技術有直接破頂法、后退臥底法、臨時支護法等支護技術，直接破頂法師利用掘進機直接沖擊斷層的頂部，保留性能穩定的圍巖，利用錨網支護技術完成支護工程；后退臥底法適合在斷層落差較大的巷道，該方法可以提高巷道的穩定性；在做臨時支護工作時如果斷層的落差較大，就容易發生圍巖破碎情況，最佳的支護方法就是U型鋼支護技術，將U型剛和錨桿支護有機結合，提高巷道的穩定和圍巖的堅固性。

4 結束語

我國的社會經濟處于高速發展的階段，煤礦開采成為衡量國家發展水平的重要標志，我國煤炭資源豐富，但選擇合理科學的技術才能提高煤礦的開采效率和利用率，本文主要針對巷道開采過程的支護和掘進技術進行簡單的分析總結，提出支護的關鍵點，選擇適合的開采方式和支護方式，是企業可持續發展的保障，是提高企業經濟效益的基礎。

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