煤礦開采技術與掘進支護技術的探討

＊焦飛飛

（山西蘭花集團莒山煤礦有限公司 山西 048000）

引言

煤炭資源是我國經濟高速發展的重要支撐，豐富的煤炭資源是我國發展過程的重要優勢之一，但是隨著煤炭使用量的不斷增加和開采力度的加大，重點開展地下開采項目已經成為了我國煤炭行業的主要發展方向。因為地下開采工作環境具有影響因素和不確定因素多的突出特點，因此需要應用更加可靠的煤礦開采技術和掘進支護技術才能夠有效保證煤礦開采工人的人身安全。

1.煤礦開采技術存在的不足

(1)安全系數不足

因為在應用煤礦開采技術過程中存在比較多的危險點，因此確保開采工人安全和降低安全事故概率成為了煤礦資源開采工作的重點和難點。煤礦施工現場安全事故頻發的主要原因是現如今廣泛使用的煤礦開采技術安全系數不高，而且煤礦開采單位并沒有在安全施工方面給予足夠的重視，再者開展煤礦開采工作之前的安全設施建設工作并沒有得到高質量落實，因此很有可能在施工過程中因為安全設施不完善的原因而導致安全事故。最后，煤礦企業并沒有針對開采工作的實際情況不斷完善安全管理制度，管理制度不健全嚴重影響了煤礦開采安全管理工作的有效性[1]。

(2)易造成嚴重的環境污染

因為在開展露天開采的過程中會進行煤層爆破和煤炭運輸等工作，因此大量揚塵、周圍植被遭到破壞以及地下水位下降等是在煤礦開采現場中常見的環境污染問題，同時也導致了在煤礦開采現場周圍出現地面塌陷和山體滑坡災害的概率大幅度增加。因此，煤礦開采領域的研究人員需要致力于降低煤礦開采技術對巖層和植被的不良影響，并且通過研究專業的技術、措施加固施工現場周圍的巖層以及盡可能恢復植被。

2.煤礦開采技術的簡要概述

現如今，我國煤礦資源的開發和應用工作得到了社會群眾的廣泛關注，因為開發應用工作的效率對我國經濟發展的速度有較大的影響。我國的煤礦開采技術與過去相比已經取得了十分明顯的進步，而且隨著煤礦開采技術創新性、有效性和穩定性的不斷提高，我國煤礦產量也實現了穩定的增長，煤礦開采現場環境的規范性和安全性也得到了明顯提升。以下將對我國煤礦開采工作中常用的炮采技術和綜采技術進行簡要的分析和介紹：

(1)煤礦炮采工藝

我國煤礦行業應用十分廣泛的炮采技術主要運用了爆破與人工結合的方法，爆破手段的應用是后續人工開展裝煤、運煤和支護等采煤技術進行的前提。煤礦炮采工藝的優勢主要體現在兩個方面，首先在進行炮采技術之前，工作人員需要進行的準備工作比較簡單，因為該技術對工具和工作人員的技術要求比較低，因此能夠很好地適應我國各種不同地質領域的煤礦開采工作。再者煤礦炮采技術還具有成本投入低、經濟收益良好的優勢，因此中小型的煤礦開采企業都能夠在資金允許的情況下應用該技術。煤礦炮采工藝的缺點則體現在其安全系數不高且管理難度較高。因為定向爆破很容易導致煤礦開采現場的頂板出現坍塌，施工現場的安全系數大幅度降低。而且一般在進行炸藥引線射爆過程中施工現場會出現比較混亂的局面，因此管理人員很難對工作人員進行合理的安置、分配和調控[2]。

為了能夠提高煤礦炮采工藝的施工質量，首先工作人員應當結合煤礦開采現場的情況，按照比例盡可能增加炮眼的數量。因為增加炮眼數量既能夠有效的縮短爆破花費的時間，而且還能夠確保頂板和支柱不會受到爆破的影響。再者考慮到在裝煤過程中需要消耗巨大的勞動力，因此施工單位可以利用機械設備高效率的完成裝煤工作，使現場工作人員的勞動量能夠得到有效的減輕。然后管理人員一定要按照“一炮三檢”的要求，對裝炮工作進行嚴格的監督和檢查。最后煤礦開采企業還需要對炮采工作人員的專業技能進行一定的培訓，確保作業人員能夠按照工作要求高質量完成炮采工藝技術。

(2)煤礦綜采工藝

煤礦綜采工藝的重要意義是實現了開采流程的機械化，采煤、運煤以及支柱支護等等煤礦開采流程都可以按照一定的機械程序完成，因此大大降低了煤礦開采工作的人工成本和出現工作失誤的概率。因為煤礦綜采工藝與傳統煤礦開采工藝相比具有明顯的進步性和提高性，因此將會成為我國煤礦開采行業的重要發展方向。煤礦綜采技術的優點主要體現在三個方面，首先，該工藝能夠顯著提高煤礦開采工作的安全系數，技術人員只需要按照要求對機械設備進行科學合理的設置和應用，煤礦開采工人在井下開展作業時發生安全事故的概率將大幅度降低。然后，煤礦綜采技術還能夠有效提高開采工作效率和煤礦產量，因為煤礦開采流程具有復雜的內容和多樣的施工技術，機械設備的應用能夠使系統化的煤礦開采工程效率得到顯著提高。最后，我國的煤礦綜采工藝還能夠有效實現機械代替人工勞力的目標，使煤礦開采企業在人力資源管理和人工成本等方面的投入明顯減少。

當煤礦開采企業在應用綜采工藝時的注意事項主要有三點，首先，因為機械設備在開展作業時部分動作的幅度可能會比較大，所以工作人員應當采取一定的解決措施有效避免支架策劃的問題。一旦機械設備的支架發生了側滑，很有可能導致頂板出現坍塌的問題。然后，工作人員還需要結合煤礦開采現場的實際情況靈活調整機械設備，我國在各個不同的地質條件中都有可能存在煤礦資源，因此工作人員很有可能需要面對復雜多變的施工現場地質結構。為了降低地質因素對機械設備開采作業效率和產量的影響，技術人員必須要結合自身的專業知識和現場地質信息等，合理設置開采煤礦的機械設備。最后，技術人員還應當重視收尾工作的安全性和穩定性，通過應用安全系數較高的技術，使煤礦開采工作人員和機械設備都能夠實現安全的收尾和撤離。

3.掘進支護技術

(1)噴射混凝土

噴射混凝土技術能夠使煤礦開采現場分裂的巖體得到良好的結合。技術人員只需要按照要求在隧道壁以及巖體分裂的部位噴射混凝土，就可以使組成巷道的巖體的粘合性得到有效提高，出現碎裂的巖土也可以在混凝土的作用下緊緊黏結在一起。為了有效確保煤礦開采工人在進行地下作業時的安全性，進一步提高掘進支護工作落實的質量，噴射混凝土的手段是十分有效的。因為該技術不僅能夠提高巖石的穩定性、安全性和有效排除煤礦開采過程的安全隱患，而且還能夠有效提高地下煤礦環境中巷道的穩定性。

(2)錨桿支護

工作人員通過靈活的放置錨桿的方法，可以使煤礦開采施工現場的邊坡力學狀態實現有效的調整。如果施工現場邊坡的巖土因為外界作用而出現形變，則很有可能會導致巷道的穩定性明顯減弱，因此工作人員可以利用錨桿支護的方法，向巖土施加作用力以提高其強度。而且錨桿支護還適用于巖土松動的情況，因為合理控制錨桿的位置能夠有效提高松動巖土的穩固性。技術人員在應用錨桿對現場環境進行支護處理之前，必須要對煤礦開采現場的巖石分布情況、巖土穩定性等進行嚴格的考察，然后再結合專業知識選擇最合適的錨桿支護方式，為后續煤礦開采工作提供一個更加安全可靠的施工環境[3]。

(3)鋼筋網支護

鋼筋網支護手段也在我國煤礦開采工作中得到了廣泛的應用。如果施工現場的土壤和地質環境比較適合開展煤礦開采施工，那么掘進工作的工作量和工作難度會降低。而如果工作人員需要在巖石比較脆弱、巖圍松動的施工現場進行煤礦開采作業，則塌方等安全事故發生的概率將會明顯提升。為了能夠有效降低尺寸較小的巖石掉落對開采工作的影響，技術人員可以通過鋼筋網支護技術有效解決該問題。工作人員可以通過提高掛網質量的方法，在保證網密度的基礎上確保全段面都具有網絡分布。鋼筋網支護能夠有效的降低掉落巖石對施工人員安全的影響，而且也能夠有效降低巷道內巖石出現坍塌的概率。

(4)鋼支撐

鋼支撐的作用是有效增加巖石的強度和剛性，即使巷道中的巖石受到了來自外界的壓力，也能夠在鋼支撐技術的輔助下有效避免形變問題的出現。為了能夠充分發揮鋼支撐在提高施工現場安全性方面的作用，技術人員需要基于充分了解施工現場的前提下，在格柵鋼結構、工字鋼架結構等等鋼支撐結構方式中選擇最優方案。當工作人員已經完成了巷道開挖作業之后，需要及時計算鋼支撐結構安裝的間距，完善鋼支撐技術應用方案后第一時間落實，確保巷道的穩定性符合煤礦開采工程的要求。除鋼支撐以外的其他支護方式的原理一般是利用一定的材料增加巖石粘結力或強度，以此有效的提高地下開采環境中巖體的強度。但是鋼支撐是基于巖土本身的結構和剛度，通過最大化的發揮巖土自身的優勢以提高其穩定性。而且在開展實際的掘進支護工作時，技術人員可以根據實際情況將鋼支撐與其他支護技術進行混合使用，使得支護的效果能夠得到進一步提高。

4.結束語

為了能夠有效推動我國經濟發展和煤礦事業的進步，煤礦開采領域的專業人員應當不斷研發現代化的新技術和新設備，使煤礦開采工作的效率和工作環境的穩定性能夠得到同時的提升。管理人員需要嚴格按照煤礦開采、掘進和支護工作的要求推動煤礦開采工作的進程，通過科學合理的利用現代化煤礦開采技術和掘進支護技術，重視煤礦開采工作質量監督工作等措施，使我國的煤礦事業能夠進入全新的發展階段。