淺談煤礦開采技術與掘進支護

劉龍

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

關鍵詞：煤礦；開采技術；掘進支護

當今世界急速發展，處于快速發展中的中國對煤炭的需求量逐漸增大，煤礦企業面對的競爭和挑戰也變得越來越嚴峻。在復雜的生產環境中，煤礦企業如果想要在其中謀得一席之地，就應該大力改進煤礦掘進技術，提高煤礦開采的安全性。在煤礦掘進中煤礦支護技術有著十分重要的地位，改進支護技術有提高資源利用效率，提高煤礦的開采量以及降低企業的生產成本等優點，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，推進中國工業的發展。

1煤礦開采技術的分析

在現實的煤礦開采技術中，影響其效率和質量的因素有很多種，主要有地質構造、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結構、頂底板條件、煤質條件及礦井生產能力。而我國由于社會發展趨勢和進程都晚于西方發達國家，相關的施工技術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，在我國的社會應用已趨于成熟。而在地質構造復雜的難采煤層采煤方法和技術目前仍有較大的發展空間。在綜采工藝的運用中，通過對全生產工序的機械化作業實現，大大降低勞動幅度的同時，也提高著現代生產支線單產及安全性。相關工藝主要包括割煤，破煤與裝煤是割煤中的兩個主要工序。

2煤礦開采中掘進支護技術的應用

2.1掘進支護技術

支護技術在使用中，其性能是不斷提高的，巷道支護技術能夠提高地下煤礦開采的安全性，傳統支護材料一般選用木材和鋼材，現在逐漸發展成為錨桿支護。錨桿支護是中國20世紀50年代開始使用的，但是，當時錨桿支護技術還存在一定的局限性，此類技術在應用中處于被動狀態，一般都是用水泥或機械的方式固定，采用鋼絲繩的錨桿，錨桿硬度和強度當時還達不到標準，這些錨桿一般不能在地質比較復雜的地段使用，只能在簡單的地質條件下使用。在錨桿支護技術不斷發展的今天，中國借鑒了大量國外先進技術，錨桿強度越來越高，而且能夠在較為復雜的地質條件下使用。在煤礦行業高速發展的今天，煤礦開采環境日益復雜，應該采用高預應力的錨桿和主動支護的方式。現在，在煤礦巷道的掘進中，一般都是采用錨桿支護的方式，能夠防止巷道在掘進中產生位移現象，而且圍巖也不會因為壓力過大產生開裂，應用錨桿支護的方式，能夠提高巖體凝聚力，提高巖體強度。提高錨桿支護強度，能夠提高掘進水平，通過提高支護密度的方式完善錨桿的可靠性。

2.2煤礦掘進過程中的支護現狀

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，嚴重影響開拓掘進效率和消耗運輸能力。隨著支護技術的發展，人們越來越多的應用煤巷道代替巖石巷道進行煤層的開采運輸，雖然支護的難度增加了不少，但隨之產生的經濟效益卻遠遠高于支護工作所需費用。煤礦掘進工作中最重要的莫過于支護工作，它是保證煤礦巷道安全的最重要手段。支護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生的位移，提高巷道的承載能力、穩定巖層，從而保證施工人員與設備的安全。煤礦巷道的支護形式經歷了木支護、混凝土結構支護、鋼結構支護和錨桿支護等階段。我們國家最初使用錨桿支護技術來處理煤礦巷道支護問題是在60多年，從那時起支護技術發展得越來越成熟，也逐漸研究出了各種開采環境下相應的支護技術。主要有單體錨桿支護、桁架錨桿支護、深井錨桿支護、軟巖巷道錨桿支護等形式，他們在經過煤炭生產企業的運用之后在不同的煤層支護工作中發揮了巨大的作用，取得了令人滿意的支護效果和經濟利益。

2.3煤礦開采中掘進支護技術的應用

（1）直接破頂法。直接破頂法通常都是利用掘進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定的頂板圍巖，然后利用錨網完成對它的支護工程。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常發生碎裂的情況，這就導致掘進支護工作不能繼續進行下去。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行支護。（2）后退臥底法。在具體的掘進過程中，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，在進行支護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，這時可以使用的支護方法有錨網的方式，巷道的穩定性在一定程度上得到了提高。一般情況下，在進行圍巖支護工作的時候掘進機向后移動的路程大約為15m。（3）臨時支護U鋼法。在進行支護工作的時候，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，最佳的支護方法是用U型鋼架對斷層做臨時性的支護，在操作上要把U型鋼架和錨桿支護進行有機結合，錨桿支護要保證具有適合的傾斜角度。此外，需要對圍巖進行加固，用以保護臨時支護具有足夠的強度。（4）其它因素分析。要達到在復雜條件下使煤礦開采工作最大程度進行，截齒、綜掘機等的選擇也非常重要，只有處理好每一個細節問題運轉機制才能處于高效、快速的狀態。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先位置，它的優點是相對其他來說速度比較快，同時對截齒產生的磨損程度也能夠降到最低。

3結束語

總而言之，煤礦資源是中國各行各業發展中所需要使用的重要能源，具有很大的價值。因此，支護技術的研究具有重大的意義。隨著煤礦開采業的發展，掘進技術也實現了新的發展，但是中國的支護技術還存在一定缺陷，這導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，要根據實際情況對巷道掘進技術中存在的一些問題進行研究分析，制定相應的預防措施，從而保障煤礦的安全生產，并且提高煤礦開采效率，促進我國工業更好更快發展。

參考文獻：

[1]曲彬，欒建偉，將沖沖.煤礦開采技術與掘進支護技術的探討[J].山東工業技術.2018（07）.

（作者單位：山東華恒礦業有限公司）