煤礦開采技術與掘進支護技術的探討

王曉光

摘要：現階段采煤深度不斷增加的背景下，工作面的巷道存在更加復雜的地質條件，因此煤礦采煤掘進工作也面臨著巨大的考驗。為了確保煤礦采煤掘進高效和安全開展，高強支護技術逐漸受到了人們的研究和使用，而煤礦采煤掘進中如何進行高強支護技術的應用，就是本文主要研究的內容。在煤礦采煤的掘進中，想要確保工作具有良好開展，工作面的巷道支護十分重要，必要的時候需要實施高強度的支護技術。

關鍵詞：煤礦;開采技術;掘進支護技術;探討

引言

煤炭是我國的基礎性能源，是國民經濟發展和進步的重要保障，隨著以采煤機、刮板輸送機、液壓支架為代表的綜采設備的不斷投入使用，煤礦井下綜采作業效率得到了空前的提升。為了適應自動化設備井下綜采作業需求和高效轉運需求，對井下巷道的尺寸和支護安全性、掘進效率均提出了更高的要求。

1煤礦開采施工和掘進支護施工特點分析

一般來說，煤礦開采通常需要在井下，所處的施工、作業環境較為復雜，并且隨著開采的深度越來越深，礦井周邊的地質結構遭到破壞的程度也越來越大，難免會對煤礦頂板圍巖的穩定性造成嚴重破壞，不但會嚴重阻礙煤礦開采進度、效率，而且還會帶來嚴重安全隱患。因此，在煤礦開采過程中，技術人員必須結合煤礦開采工程實際，全面深入地分析圍巖及支護結構情況，進而制定針對性較強的支護措施，為煤礦開采的安全進行提供安全保障。煤礦井下各個生產過程中，圍巖控制是尤為重要的環節。圍巖控制措施主要有降低圍巖應力、提高圍巖固結穩定性和選擇合理的支護方式，巷道支護效果直接關系到職工生命安全。回采工作面煤層開采作業引起巷道巖體應力重新分布，圍巖受回采影響發生變形[2]，致使圍巖應力按原壓力的數倍增長，此時選取正確適宜的巷道支護技術是控制圍巖壓力、防范圍巖失穩的主要手段。

2煤礦開采技術

2.1煤礦綜采技術

在煤礦開采過程中，綜采技術作為關鍵性技術，其最顯著的特點就是安全性高、開采效率高，且機械設備能夠完成人工開采無法完成的任務，大大簡化了煤礦開采流程，不僅如此，機械設備也能夠使煤礦開采事業朝著現代化的方向發展，減少人力資本的投入。但是在實際應用過程中，該技術也存在一定缺陷，由于地下環境復雜，受到地質、巖體等因素的影響，對機械設備要求較高，且機械設備的體重較大，在使用時會受到地下施工范圍的影響，僅在頂板堅硬、煤礦層穩定的地質條件中應用效果良好;不僅如此，機械設備的使用成本高，雖然能有效節省人力成本，但設備采購、租賃、保養、維修等各方面都需要較大成本投入;除此之外，對開采人員綜合素質要求高，在新設備不斷涌現的背景下，開采人員需要熟練掌握不同設備的操作方式，充分發揮機械設備的價值所在。設備應用對開采環境的要求也比較高，在決定設備型號、參數之前，需要對煤炭資源層、地質結構等進行充分考察，規范安裝各種機械化設備，避免開采過程中出現設備滑動的問題，提升開采工作的安全性;不管是設備安裝還是回收都具有一定難度，對設備操作者要求較高。

2.2炮采技術

炮采工藝在應用過程中，工作人員必須對以下事項予以高度重視：一是在爆破落煤過程中，應盡可能的減少爆破時間，避免爆破持續時間過長而引發不必要的安全問題，這就要求技術人員適當增加炮眼數量，并嚴格控制爆破順序，確保落煤后煤壁較為平整，以免對頂板與支柱造成破壞;二是加強“一炮三檢”管理的落實，尤其是在超前支護與特種支護方面應預防“打筒”問題發生，對此應采用水泡泥、黏土炮泥對炮眼進行封實處理;三是為了有效降低施工強度，應適當加強機械技術的有效應用，提高整體工作效率，同時注意加強對操作人員的安全培訓，確保其能夠嚴格按照正確的作業規程和操作流程進行煤礦開采。

3煤礦掘進支護技術

3.1預留煤柱支護技術

預留煤柱主要發揮隔離帶或承重墻作用，分為可回采和不可回采兩種煤柱。在巷道支護形式上，預留煤柱支護屬于傳統的井下巷道支護;從施工技術方面講，預留煤柱支護比其他支護技術的應用簡單，同時有利于巷道通風、排水系統建設。

3.2錨桿支護技術

錨桿支護技術是在巷道支護中應用最為廣泛的支護技術，其主要對巷道圍巖進行支護，其中錨桿在巷道支護中發揮著聯接、組合、加固等作用。首先，在聯接支護方面，主要是針對圍巖穩定性不足的問題，采用錨桿互相連接的方式，并盡量是錨桿深入巖層實現穩定支護。其次，在組合支護方面，采用錨桿、梁、拱等結構相結合的組合方式，主要針對較厚巖層的固定、支護，避免巷道坍塌、變形。最后，在加固支護方面，主要是借助錨桿群與規律化的設計，采用擠壓式支護的方式將巷道圍巖粘結形成一個整體，使巷道外部形成環形的承載支護結構。較之其他支護技術，錨桿支護更偏向于防御性支護，在實際應用過程中需對巷道巖層、斷面等進行充分考慮，以及結合巷道、圍巖實際進行錨桿支護設計。

3.3鋼支撐

為了能夠進一步提升巖土的剛性和強度，避免巖土受到外界壓力所產生的形變問題，鋼支撐在支護中起著關鍵作用。可以根據施工的實際情況來合理選擇鋼支撐的結構方式，包括格柵鋼架結構和工字鋼架結構。在實際應用的過程中，在巷道開挖完成后就可以計算出間距，第一時間安裝鋼支撐的結構，提升巷道穩定性。鋼支撐和其他支護方式有所差異，其他方式是利用相應的材料來加固巖石的黏結力或者強度，來達到提升周圍巖體強度的目的。而鋼支撐是利用巖土體結構本身的剛度來提升其穩定性。地下環境中的巖土體本身就存在穩定性不強的特點，鋼支撐能最大化發揮其自身的優勢，提升隧道巖體的抗壓性。不僅如此，鋼支撐還可以和噴射混凝土、錨桿、鋼筋網等方式混合使用，最大程度上避免出現坍塌的情況。

4煤礦開采技術與掘進支護技術的改善策略

4.1掘進機端部支護結構優化

在掘進機的端部由于斷面尺寸相對較大，因此在掘進過程中容易出現冒頂事故，因此是快速掘進過程中巷道頂板支護的關鍵，結合巷道掘進工藝和支護安全性需求，提出了三次成巷快速支護方案。在掘進過程中首先對巷道中間大面進行一次成巷，然后進行巷道大面錨索網聯合支護，在此支護時需要沿著巷道施工走向先形成“井”字型的支護結構。支護完成后再對左側和右側分別進行成巷，從而確保了在不影響巷道掘進效率和質量情況下優化支護結構，提高支護效率和支護穩定性。

4.2建立健全的支護監測制度

隨著圍巖應力的變化，井下巷道支護結構所承受的壓力參數發生改變，技術人員必須隨時掌握支護結構的承載力變化，以此來調整支護布局或改變支護方式，確保井下作業人員及設備的安全。生產過程中，需要對巷道支護系統進行實時監測，了解圍巖應力的變化趨勢，這樣才可以跟蹤巷道支護的實際狀態，便于及時發現圍巖變形隱患，及時調整支護方式，提升井下作業安全系數。

結束語

綜采作業面作為煤礦生產作業中十分常見的一種回采方式，確保其應用的安全、持續、高效，對礦井生產綜合效益的提升意義重大。但由于綜采作業面一次回采煤層厚度較大，其頂板及煤壁穩定性控制一直是影響綜采作業安全的關鍵要素。因此，礦井管理者必須高度重視相關問題，積極組織生產人員開展針對性的分析探究，總結行之有效的安全開采控制措施，這對礦井生產的持續高效開展意義重大。

參考文獻

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