煤礦開采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)研究

史艷峰

（山西華晟榮煤礦有限公司生產(chǎn)科 山西 046600）

1 煤礦開采技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

1.1 我國(guó)煤礦開采現(xiàn)狀

（1）煤炭作為我國(guó)最重要的能源供應(yīng)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。我國(guó)的煤炭資源儲(chǔ)量十分豐富，對(duì)煤炭的利用程度也十分深入，然而在實(shí)際的開采過程中容易發(fā)生瓦斯泄露、冒頂事故等危險(xiǎn)，這也直接導(dǎo)致了我國(guó)煤礦安全事故的頻繁發(fā)生。由于我國(guó)長(zhǎng)久以來對(duì)于煤炭的開發(fā)利用屬于粗放式的利用方式，煤炭的開采技術(shù)也落后于國(guó)際能源巨頭的最新采煤設(shè)備。我國(guó)要積極引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備，通過設(shè)備的更新?lián)Q代和人才的引進(jìn)培養(yǎng)促進(jìn)我國(guó)煤炭開采事業(yè)的發(fā)展腳步與國(guó)際接軌。

（2）煤炭的開采過程往往伴隨著嚴(yán)重的環(huán)境污染，我國(guó)西北部的煤礦仍然有相當(dāng)一部分屬于露天開采的煤礦，在他們的煤層爆破、煤炭運(yùn)輸過程中會(huì)產(chǎn)生大量的揚(yáng)塵，煤層挖空之后會(huì)對(duì)周圍的植被與生態(tài)環(huán)境造成較大破壞，地下水位也會(huì)相應(yīng)的下降容易造成地面塌陷、山體滑坡等問題。這些環(huán)境污染問題的治理有賴于新的科技支持，如何加固巖層、恢復(fù)植被是以后煤礦環(huán)境治理的研究方向。

（3）煤炭開采工作仍然屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，需要大量的人員參與生產(chǎn)工作，效率相較機(jī)械化生產(chǎn)的其他行業(yè)低了很多。在煤炭的開采過程中，受限于開采技術(shù)的不完善，部分煤層不能完全開采出來，造成了一定程度的資源浪費(fèi)，這對(duì)于煤炭生產(chǎn)企業(yè)和社會(huì)來說都是比較大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 煤礦開采中采礦新技術(shù)的應(yīng)用

1.2.1 使用刨煤機(jī)采煤

刨煤機(jī)對(duì)于各種不同的煤層開采效果都較為良好，因此能極大的促進(jìn)采煤效率的提升。刨煤機(jī)設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)潔的工作結(jié)構(gòu)，使用無(wú)極繩進(jìn)行工作部的牽引工作，這樣就能帶動(dòng)工作部在導(dǎo)軌上沿著既定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)并且分割煤層，這樣的機(jī)械化運(yùn)作無(wú)需人工參與，能有效的節(jié)約人力資源。通過設(shè)備自帶的計(jì)算機(jī)能夠?qū)ε倜簷C(jī)進(jìn)行有效的控制，生產(chǎn)活動(dòng)也能按照設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行，這樣對(duì)于提高采煤效率是極為有效的保證，并且由于參與現(xiàn)場(chǎng)工作的人員極少，作業(yè)環(huán)境的安全性大大增加，有力的支持了煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)工作。

1.2.2 地下深礦井開采技術(shù)

對(duì)于地下以下較深煤層的開采，需要注意礦井巷道的分布設(shè)計(jì)、煤炭瓦斯問題處理、煤層開采過程中的礦坑壓力控制、工作環(huán)境的通風(fēng)等問題。對(duì)于煤層與巖石層的接觸面形成的煤矸石問題，現(xiàn)在比較常用的處理方法是就地處理，在采煤工作區(qū)域直接破碎然后作為尾礦填充材料進(jìn)行填充工作，這樣能在節(jié)約煤矸石處理費(fèi)用的同時(shí)減少填埋材料的運(yùn)輸費(fèi)用。

2 煤礦支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及問題

2.1 煤礦掘進(jìn)過程中的支護(hù)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)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(yán)重影響開拓掘進(jìn)效率和消耗運(yùn)輸能力。隨著支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹碓蕉嗟膽?yīng)用煤巷道代替巖石巷道進(jìn)行煤層的開采運(yùn)輸，雖然支護(hù)的難度增加了不少，但隨之產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于支護(hù)工作所需費(fèi)用。煤礦掘進(jìn)工作中最重要的莫過于支護(hù)工作，它是保證煤礦巷道安全的最重要手段。支護(hù)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(chǎn)生的位移，提高巷道的承載能力、穩(wěn)定巖層，從而保證施工人員與設(shè)備的安全。煤礦巷道的支護(hù)形式經(jīng)歷了木支護(hù)、混凝土結(jié)構(gòu)支護(hù)、鋼結(jié)構(gòu)支護(hù)和錨桿支護(hù)等階段。我們國(guó)家最初使用錨桿支護(hù)技術(shù)來處理煤礦巷道支護(hù)問題是在60多年，從那時(shí)起支護(hù)技術(shù)發(fā)展得越來越成熟，也逐漸研究出了各種開采環(huán)境下相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)。主要有單體錨桿支護(hù)、桁架錨桿支護(hù)、深井錨桿支護(hù)、軟巖巷道錨桿支護(hù)等形式，他們?cè)诮?jīng)過煤炭生產(chǎn)企業(yè)的運(yùn)用之后在不同的煤層支護(hù)工作中發(fā)揮了巨大的作用，取得了令人滿意的支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)利益。我國(guó)的煤礦開拓掘進(jìn)深度與開采規(guī)模與日俱增，隨之而來的支護(hù)壓力也大大增加，使用適宜的錨桿技術(shù)對(duì)相應(yīng)的煤層進(jìn)行支護(hù)工作有力保障了巷道安全，提高掘進(jìn)速度，增加單位時(shí)間內(nèi)采煤量，為企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)也加速了錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。

2.2 煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)存在的問題

（1）煤礦企業(yè)對(duì)支護(hù)技術(shù)的重視程度不夠。對(duì)于煤礦企業(yè)來說，經(jīng)濟(jì)利益是最重要的也是最現(xiàn)實(shí)的追求，部分煤炭企業(yè)為了追求經(jīng)濟(jì)利益最大化通常會(huì)將注意力從支護(hù)技術(shù)上轉(zhuǎn)移開來。少了煤礦企業(yè)的應(yīng)用支持，煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的發(fā)展也就舉步維艱。

（2）國(guó)外對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)封鎖。國(guó)外經(jīng)過了百年的發(fā)展，對(duì)于煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的研究相比于國(guó)內(nèi)企業(yè)還是要先進(jìn)許多，但為了維持技術(shù)領(lǐng)先程度國(guó)外企業(yè)紛紛選擇對(duì)我國(guó)煤炭生產(chǎn)企業(yè)實(shí)行技術(shù)封鎖，這樣我國(guó)的企業(yè)無(wú)法接觸到最前沿的支護(hù)技術(shù)，使得國(guó)內(nèi)的支護(hù)技術(shù)得不到有效的指導(dǎo)與改進(jìn)，難以滿足日益增長(zhǎng)的開采需求。

（3）開采掘進(jìn)設(shè)備比較落后。對(duì)于煤礦開采這種機(jī)械化程度越高開采效率越高的行業(yè)來說，機(jī)械設(shè)備的先進(jìn)程度就幾乎決定了企業(yè)的生產(chǎn)能力。國(guó)內(nèi)的某些煤礦企業(yè)為了追逐經(jīng)濟(jì)利益，盡可能的壓榨舊設(shè)備的使用功能，使得煤礦的設(shè)備更新?lián)Q代更不上時(shí)代的步伐，也就限制了企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的可能性。

3 結(jié)語(yǔ)

煤炭作為我們生活中最重要的能源物質(zhì)影響著社會(huì)的方方面面，保證煤炭的持續(xù)供應(yīng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的先決條件，如何運(yùn)用新設(shè)備、新技術(shù)在保證安全的基礎(chǔ)上增加煤炭產(chǎn)量是企業(yè)和社會(huì)共同的任務(wù)。因此，今后在進(jìn)行煤炭開采時(shí)企業(yè)要聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)加快相應(yīng)的技術(shù)研發(fā)工作，將煤炭開采技術(shù)與煤礦支護(hù)技術(shù)科學(xué)地結(jié)合起來，為煤礦的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

[1]李志強(qiáng).試析復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及其運(yùn)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（8）.

[2]劉建忠.錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)巷道中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友，2013（12）.

[3]方樹林，張劍，武立文，等.特厚夾層堅(jiān)硬頂板大斷面掘進(jìn)巷道圍巖變形特征與支護(hù)技術(shù)研究[J].煤炭工程，2012（2）：30～32.

[4]張雨.開采上限復(fù)雜地質(zhì)條件下探巷掘進(jìn)技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊），2013（5）：94～95.