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

張建偉

摘? 要：現(xiàn)時(shí)期，煤礦開(kāi)采是我國(guó)經(jīng)濟(jì)獲得增長(zhǎng)的主要支柱性產(chǎn)業(yè)之一，所以煤礦開(kāi)采過(guò)程中的安全性問(wèn)題、開(kāi)采效率問(wèn)題以及環(huán)境污染這些問(wèn)題現(xiàn)已成為社會(huì)所關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。在煤礦開(kāi)采中，需要使用科學(xué)并且合理的開(kāi)采技術(shù)，然而在此過(guò)程中還需嚴(yán)格遵從開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)，在保證開(kāi)采過(guò)程人員安全的情況下，不斷提升開(kāi)采效率。另一方面，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，煤礦企業(yè)一定要增強(qiáng)安全技術(shù)管理，對(duì)安全采礦和支護(hù)技術(shù)加強(qiáng)應(yīng)用，由此促進(jìn)企業(yè)獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)固發(fā)展。結(jié)合這些情況，該文重點(diǎn)對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，望可以為煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一定參考。

關(guān)鍵詞：煤礦產(chǎn)業(yè)? 煤礦開(kāi)采? 掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)? 風(fēng)險(xiǎn)? 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TD822? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）10（c）-0060-03

Abstract： At present， coal mining is one of the main pillar industries of China's economic growth， so the problems of safety， mining efficiency and environmental pollution in the process of coal mining have become the key issues of social concern. In coal mining， we need to use scientific and reasonable mining technology， but in this process， we also need to strictly comply with the mining standards， in order to ensure the safety of personnel in the mining process， and constantly improve mining efficiency. On the other hand， in the competitive market environment， coal mining enterprises must strengthen the safety technology management， strengthen the application of safety mining and support technology， so as to promote the long-term and stable development of enterprises.

Key Words： Coal mine industry; Coal mining; Driving support technology; Risk; Application

煤礦企業(yè)在實(shí)施煤炭開(kāi)采的過(guò)程中，需嚴(yán)格依據(jù)開(kāi)采規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行開(kāi)采，應(yīng)用不同的開(kāi)采技術(shù)，所形成的開(kāi)采成本與開(kāi)采產(chǎn)量也會(huì)有所差異。在煤礦資源開(kāi)采中，安全工作保障就是對(duì)所應(yīng)用的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，如能夠合理科學(xué)地選用掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，可以在很大程度上保證開(kāi)采工作人員的人身安全，促進(jìn)煤礦開(kāi)采業(yè)可以獲得高效發(fā)展，由此提高煤礦企業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于開(kāi)采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的選用，應(yīng)結(jié)合煤礦開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)具體情況來(lái)進(jìn)行，由此提高開(kāi)采效率，減少開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)。

1? 煤礦開(kāi)采技術(shù)

1.1 綜采技術(shù)

綜采技術(shù)屬于現(xiàn)時(shí)期煤礦開(kāi)采所使用的重要技術(shù)，開(kāi)采工作中主要使用的是機(jī)械設(shè)備，也可稱其是綜合機(jī)械類(lèi)開(kāi)采技術(shù)。煤礦開(kāi)采使用綜采技術(shù)會(huì)讓開(kāi)采工作變得越來(lái)越簡(jiǎn)單，能夠很大程度上提高煤礦開(kāi)采率，這一技術(shù)在煤礦開(kāi)采業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。盡管綜采技術(shù)具備良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，然而在應(yīng)用于煤礦開(kāi)采過(guò)程中時(shí)，同樣也存在應(yīng)用缺陷。綜采技術(shù)比較適合應(yīng)用在頂板相對(duì)堅(jiān)硬的礦區(qū)環(huán)境下，同時(shí)礦區(qū)煤炭層還需具備相應(yīng)的穩(wěn)定性，只有如此才可以確保綜采技術(shù)能夠得到合理有效的應(yīng)用，之所以有這個(gè)要求，主要是因?yàn)榫C采技術(shù)所用設(shè)備重量較大，如礦區(qū)頂板堅(jiān)硬度不夠、煤礦層松散，這些因素的存在都較易致使礦區(qū)發(fā)生坍塌事件。

1.2 普采技術(shù)

普采技術(shù)正好與綜采技術(shù)相對(duì)，輔助使用一些簡(jiǎn)單的設(shè)備，但主要還是以人力開(kāi)采為主。與綜采技術(shù)相比較來(lái)說(shuō)，普采技術(shù)開(kāi)采效率會(huì)較低，但開(kāi)采投入也同樣非常小，針對(duì)礦區(qū)地質(zhì)的適應(yīng)力更強(qiáng)，適合應(yīng)用于很多礦區(qū)的煤炭資源的開(kāi)采。普采技術(shù)基本都在小規(guī)模的煤礦開(kāi)采中使用，煤礦企業(yè)一般都沒(méi)有對(duì)開(kāi)采成本進(jìn)行預(yù)算，所以選用普采技術(shù)是非常適合的，同時(shí)因?yàn)槿肆﹂_(kāi)采辨識(shí)性非常強(qiáng)，可以保障煤炭開(kāi)采質(zhì)量。然而在應(yīng)用普采技術(shù)時(shí)，開(kāi)采安全性是開(kāi)采工作實(shí)施過(guò)程中非常重要的一項(xiàng)工作，最近幾年，煤礦開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用普采技術(shù)所導(dǎo)致的開(kāi)采事故不斷增多，為煤礦業(yè)發(fā)展造成了較大的影響[1]。

1.3 炮采技術(shù)

炮采技術(shù)屬于煤礦開(kāi)采工作中常見(jiàn)的一種技術(shù)，也可稱其為炮掘技術(shù)，這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要是在煤礦開(kāi)采中的巷道內(nèi)實(shí)施爆破，對(duì)巷道實(shí)施開(kāi)拓。在煤礦開(kāi)采工作中應(yīng)用炮采技術(shù)，主要步驟包含爆破和裝矸及運(yùn)矸這3個(gè)環(huán)節(jié)。在我國(guó)煤礦開(kāi)采中炮采技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間比較悠久，需輔助使用鑿巖機(jī)、錨噴支護(hù)、耙裝機(jī)等設(shè)備，利用鑿巖機(jī)設(shè)備實(shí)施爆破鉆孔，之后用耙裝機(jī)設(shè)備來(lái)進(jìn)行裝矸，用錨噴支護(hù)實(shí)施支護(hù)，由此對(duì)煤礦巷道進(jìn)行開(kāi)拓。這一技術(shù)具備的優(yōu)點(diǎn)是所需成本較低，使用性強(qiáng)，可以在很多煤礦開(kāi)采中應(yīng)用炮采技術(shù)，同時(shí)炮采技術(shù)還擁有比較豐富的技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)采方式具備較強(qiáng)的靈活性[2]。

1.4 保水開(kāi)采

保水開(kāi)采就是有效通過(guò)使用地面的注漿工藝來(lái)保證在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中地下水與地表不會(huì)因開(kāi)采而受到破壞。尤其是在煤層開(kāi)采工作中，因?yàn)樯细矌r層管檢測(cè)較易受到損壞，所以也會(huì)嚴(yán)重地影響地下水體系，如果情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)形成下降漏斗的情況。所以一定要采用保水開(kāi)采技術(shù)，在思考地下水位恢復(fù)的前提下，對(duì)覆巖層軟弱結(jié)構(gòu)實(shí)施再次壓實(shí)，這樣操作可以確保其裂縫能夠良好地閉合，同時(shí)可以構(gòu)成一個(gè)完整并且穩(wěn)定的隔水帶。

1.5 機(jī)械化放頂開(kāi)采法

機(jī)械化放頂開(kāi)采法一般較適合應(yīng)用于煤層較厚的煤礦當(dāng)中，其可以把長(zhǎng)度在2～3 m范圍內(nèi)的長(zhǎng)臂工作面設(shè)計(jì)在開(kāi)采煤礦環(huán)節(jié)當(dāng)中，之后采用之前的方式實(shí)施煤層松動(dòng)作業(yè)，同時(shí)將從頂層掉落的煤粉碎，同時(shí)將其運(yùn)出礦井。但是因?yàn)槊總€(gè)煤層的實(shí)際情況不同，所以機(jī)械化放頂開(kāi)采法也會(huì)有所差異。

1.6 地下深礦井開(kāi)采技術(shù)

針對(duì)地下深層的煤礦開(kāi)采操作來(lái)說(shuō)，在具體開(kāi)采時(shí)需重視礦井巷道設(shè)計(jì)問(wèn)題、煤炭瓦斯問(wèn)題、煤礦開(kāi)采環(huán)境的通風(fēng)問(wèn)題、礦坑壓力控制問(wèn)題。在實(shí)際開(kāi)采時(shí)如遇到煤層及巖層間的接觸處有煤矸石，需對(duì)其實(shí)及時(shí)處理，在礦井操作時(shí)還需對(duì)期實(shí)施粉碎處理，并同時(shí)將其當(dāng)作尾礦的填充材料。如此在實(shí)施地下煤礦填充操作時(shí)，可有效降低后續(xù)填埋材料過(guò)程中所形成的運(yùn)輸費(fèi)用。

2? 煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

2.1 噴漿支護(hù)技術(shù)

噴漿支護(hù)時(shí)常被應(yīng)用在煤礦巷道穩(wěn)定、巷道頂側(cè)壓力小、煤層穩(wěn)固、巷道不會(huì)輕易出現(xiàn)變形的煤礦掘進(jìn)支護(hù)工程中。噴漿支護(hù)技術(shù)是通過(guò)壓縮空氣，把調(diào)配好的水泥砂漿直噴到巷道的頂端，由此實(shí)現(xiàn)支護(hù)。在此情況下，在巷道穩(wěn)固、頂端壓力小的前提下，還可選用錨桿支護(hù)或是錨桿加錨網(wǎng)支護(hù)模式來(lái)實(shí)施支護(hù)，這些模式都具備良好的掘進(jìn)支護(hù)作用，并同時(shí)還可提高煤礦開(kāi)采安全性[4]。

2.2 工字或U型支護(hù)技術(shù)

當(dāng)煤礦巷道內(nèi)巖層穩(wěn)固性不佳，巷道頂端壓力大，而且巷道已出現(xiàn)或是開(kāi)始出現(xiàn)變形，并且變形嚴(yán)重的情況下，可選擇使用工字或是U型支護(hù)技術(shù)，無(wú)論是采用工字支護(hù)或是U型支護(hù)，都可以最大程度提高巷道穩(wěn)定性，這樣能夠?yàn)殚_(kāi)采工作的高效實(shí)施奠定安全基礎(chǔ)。另一方面，工字支護(hù)與U型支護(hù)都具備易于維護(hù)的特點(diǎn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)支護(hù)問(wèn)題時(shí)，能夠及時(shí)給予高效的維護(hù)，防止維護(hù)工作做得不到位而致使掘進(jìn)支護(hù)效果受到影響[4]。

2.3 破頂法

破頂法是通過(guò)掘進(jìn)機(jī)向斷層頂部實(shí)施沖擊，由此使相對(duì)穩(wěn)定的一些頂板圍巖能夠獲得良好的保存，之后再應(yīng)用拋網(wǎng)來(lái)進(jìn)行支護(hù)。如頂板的硬度未超過(guò)5 cm并且落差在2 cm的情況下，這時(shí)頂巖板就會(huì)較脆弱，因此在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，較易形成巖石碎裂，如此就會(huì)對(duì)掘進(jìn)支護(hù)操作產(chǎn)生較大威脅，在此情況下，開(kāi)采作業(yè)便很難實(shí)施。

2.4 后退臥底法

針對(duì)采礦操作來(lái)說(shuō)，如在實(shí)際開(kāi)采時(shí)，在應(yīng)用掘進(jìn)技術(shù)時(shí)產(chǎn)生了下移的問(wèn)題，需以安全為主來(lái)選擇使用后退臥底方法來(lái)開(kāi)展施工作業(yè)。先觀察好斷層落差，看其是不是大于2.5 m，斷層是不是仍處于堅(jiān)固的狀態(tài)，之后再采用錨網(wǎng)支護(hù)法來(lái)實(shí)施操作，如此能夠有效提高煤礦巷道穩(wěn)定性。

3? 煤礦掘進(jìn)技術(shù)運(yùn)用中的難點(diǎn)問(wèn)題分析

掘進(jìn)技術(shù)的難點(diǎn)。通常情況下，在礦井實(shí)施開(kāi)采操作時(shí)，地質(zhì)條件都是較復(fù)雜并且非常惡劣的，如此便會(huì)使礦井在開(kāi)采過(guò)程中的難度不斷增大，在試開(kāi)采操作中，通常都會(huì)產(chǎn)生各種各樣的難點(diǎn)問(wèn)題。例如，煤礦開(kāi)采度在不斷增多的情況下，礦井頂板的巖石應(yīng)力也會(huì)有所提升;礦井頂端底板脆弱越嚴(yán)重，那么便會(huì)在煤礦開(kāi)采的時(shí)候仍然會(huì)產(chǎn)生上升的情況;因?yàn)榈V井地質(zhì)條件比較繁瑣并且會(huì)造成巷道發(fā)生較大的斷層坡度;在礦井當(dāng)中通常所占比例較大的是薄煤層，如此使整個(gè)煤礦的開(kāi)采管理將面對(duì)較大的困難。

4? 結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，煤礦產(chǎn)業(yè)屬于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中非常重要的能源基礎(chǔ)，在實(shí)施煤礦開(kāi)采工作時(shí)，一定要結(jié)合煤礦礦區(qū)具體情況，來(lái)合理科學(xué)地選擇和應(yīng)用開(kāi)采技術(shù)，以提高開(kāi)采效率。除此之外，也需重視煤礦開(kāi)采中的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的合理選擇與應(yīng)用，由此提高煤礦開(kāi)采安全性，保證開(kāi)采工作人員人身安全。并且還需將開(kāi)采與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)有效地融合在一起，以提高煤礦開(kāi)采效率及安全性，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，并同時(shí)提高煤礦企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

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