煤礦開采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的探討

程剛

關(guān)鍵詞：煤炭開采;掘進(jìn);支護(hù)技術(shù)

當(dāng)代中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，煤炭行業(yè)競爭日趨激烈，煤炭企業(yè)想要在激烈的競爭之中贏得自己的一席之地，必須做好生產(chǎn)銷售的各個(gè)相關(guān)環(huán)節(jié)，研發(fā)使用更先進(jìn)和科學(xué)的煤炭開采技術(shù)，充分有效的利用好煤炭資源，這都是十分關(guān)鍵的。同時(shí)，由于煤炭開采的整個(gè)環(huán)境特殊性，保證生產(chǎn)安全也極為重要，采用先進(jìn)的開采和掘進(jìn)技術(shù)也是所有煤炭生產(chǎn)企業(yè)要切實(shí)做到的。

一、現(xiàn)行主要煤炭開采技術(shù)概述

（一）炮采技術(shù)

炮采技術(shù)時(shí)一種傳統(tǒng)的煤炭開采技術(shù)，被很多中小型煤礦廣泛采用。炮采技術(shù)主要是通過爆破的方式進(jìn)行的，在煤礦的長臂工作面上，采用人工裝煤和單體支柱支護(hù)的技術(shù)相互結(jié)合進(jìn)行采煤工作。具體的工藝流程是破煤，運(yùn)煤，支護(hù)，放頂。炮采工藝在工作面作業(yè)時(shí)使用的工具較為簡單，鉆研工具使用的是煤電鉆，運(yùn)煤的設(shè)備是輕型刮板輸送機(jī)，用坑木做支護(hù)。當(dāng)然，炮采的工藝也存在很多問題。如頂板難以管理，很容易產(chǎn)生瓦斯、頂板等事故，安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)相對來說比較大，對于煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度要求也比較大，煤礦的產(chǎn)量往往不是很高。使用炮采工作的目前多數(shù)都是一些小型煤礦生產(chǎn)企業(yè)。

使用炮采工藝進(jìn)行施工時(shí)有很多注意事項(xiàng)，要加強(qiáng)相應(yīng)的檢查和管理，做好相應(yīng)的防護(hù)工作，適時(shí)減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，安全措施務(wù)必要到位，保證相關(guān)人員的施工安全。

（二）綜采技術(shù)

綜采技術(shù)是目前應(yīng)用范圍較為廣泛的煤炭開采新技術(shù)，是目前多數(shù)煤炭開采企業(yè)采用的主流煤炭開采技術(shù)。綜采工藝的機(jī)械化程度相對于炮采來說要高出很多，在主要的爆破，運(yùn)輸，支護(hù)以及相關(guān)煤礦開采工序的處理上，綜采已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全面的機(jī)械化作業(yè)。隨著綜采技術(shù)的日益完善和發(fā)展，更多的煤炭生產(chǎn)企業(yè)也在使用綜采技術(shù)。應(yīng)用的范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。綜采技術(shù)主要適于應(yīng)用在一些特殊地質(zhì)環(huán)境的開采工作之中，比如煤礦的頂板比較堅(jiān)固，硬度較大，煤層的地質(zhì)情況相對來說比較穩(wěn)定的長臂項(xiàng)目開采環(huán)境。在煤炭開采中，綜采工藝相關(guān)機(jī)械設(shè)備的安裝和回撤工作難度也比較大，整個(gè)過程對于工作面的推進(jìn)技術(shù)要求十分嚴(yán)格。在使用綜采工藝進(jìn)行作業(yè)的過程中有很多問題需要特別注意。對于煤礦支架的側(cè)滑要特別注意控制好，尤其是在開采煤層的傾斜角度比較大的時(shí)候。另外，綜采工藝使用的大量機(jī)械會(huì)在一定程度上影響開采區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，這也需要在作業(yè)過程中嚴(yán)格進(jìn)行控制，尤其實(shí)在通過一些老巷的時(shí)候。同時(shí)，綜采工作結(jié)束之后的相關(guān)后續(xù)收尾工作也要切實(shí)保證安全。

二、煤礦開采掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)

對于復(fù)雜程度較高的地質(zhì)來說，在煤礦開采技術(shù)上最關(guān)鍵的就是要綜合考慮實(shí)際地質(zhì)狀況，進(jìn)行合理分析。在對地下礦藏進(jìn)行開采的時(shí)候，對巷道的布置必須要科學(xué)合理，在進(jìn)行巷道開鑿的時(shí)候要注意其數(shù)量，如果發(fā)生圍巖不穩(wěn)定的現(xiàn)象，那么支護(hù)工作必須進(jìn)行。我們通常把這項(xiàng)工作叫為井巷工程，也叫做井巷掘進(jìn)與支護(hù)工作。從本質(zhì)上來說，井巷掘進(jìn)與支護(hù)就是對巖石進(jìn)行破碎，從而得到必需的井巷空間，它的目的是保證井巷周圍的巖石不受到破壞，從而保證生產(chǎn)安的安全進(jìn)行。

（1）掘進(jìn)支護(hù)形式的優(yōu)缺點(diǎn)。面對較為復(fù)雜的地質(zhì)條件，合理、靈活運(yùn)用掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)能夠?qū)ιa(chǎn)效率進(jìn)行有效提高，同時(shí)勞動(dòng)程度得到降低，圍巖自有作用以及承載眭能得到很好的發(fā)揮，能夠讓圍巖和支護(hù)體組成—個(gè)結(jié)構(gòu)整體，降低成本投入，施工的速度得到加快，適用范圍非常廣泛。但是在地質(zhì)較為復(fù)雜的情況下，它的不足也顯現(xiàn)出來，環(huán)境對其應(yīng)用條件產(chǎn)生限制，支護(hù)工作開展的較為被動(dòng)，對設(shè)備產(chǎn)生較大的損耗。

（2）臨時(shí)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用。在對綜掘機(jī)進(jìn)行使用的時(shí)候，對其液態(tài)系統(tǒng)要予以綜合考慮，主要包括兩點(diǎn)內(nèi)容，一個(gè)是穩(wěn)定性，一個(gè)是在完成啟停之后的自鎖裝置，如果把這兩點(diǎn)問題都解決，那么支護(hù)工作能夠更加順利的開展。在研究過程中使用的臨時(shí)支護(hù)方法是機(jī)載液壓鎖，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)ぷ鲏毫M(jìn)行減緩，讓支護(hù)工作能夠穩(wěn)定安全的進(jìn)行。

（3）綜掘機(jī)施工管理問題。在綜掘機(jī)的施工過程中要有配套的管理制度，能夠?qū)κ┕ば蔬M(jìn)行提高，完整、科學(xué)的管理體系對煤礦高效施工的實(shí)現(xiàn)有很大幫助，還能給煤礦企業(yè)創(chuàng)造更大的利潤。在具體的操作過程中，通常選擇彎皮帶運(yùn)輸技術(shù)，有效減小皮帶配置上的工作量，使得整體效率得到提升。

三、煤礦掘進(jìn)支護(hù)中存在的問題和地質(zhì)條件分析

（1）我國煤礦開采范圍和深度逐漸增加，掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)就成為開采過程中的關(guān)鍵，面對井下變化多樣的巷道布置在支護(hù)和掘進(jìn)方面仍然存在一些問題：目前巷道的掘進(jìn)技術(shù)大多數(shù)采用傳統(tǒng)的掘進(jìn)技術(shù)，開采周期長，開采設(shè)備陳舊，為提高井下作業(yè)的安全可靠，巷道逐漸向煤巷轉(zhuǎn)型，既可以充分發(fā)揮大型設(shè)備的作業(yè)效率，也可以由傳統(tǒng)的拱形工作面向矩形工作面轉(zhuǎn)變，但轉(zhuǎn)型后對回采巷道提出更高的要求，因此巷道掘進(jìn)只有不斷的改進(jìn)才能滿足開采的需求;加上我國煤礦的支護(hù)技術(shù)落后，礦井內(nèi)的掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備存在強(qiáng)度低的缺陷，所采用的支護(hù)技術(shù)多為傳統(tǒng)的錨固技術(shù)，技術(shù)落后且支護(hù)不穩(wěn)定，增加勞動(dòng)成本，因此不僅會(huì)降低作業(yè)效率，也存在安全隱患。

（2）根據(jù)掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的實(shí)際操作情況，選擇合理的開采技術(shù)，在地質(zhì)條件特定區(qū)域，煤礦開采的區(qū)域環(huán)境較差，多數(shù)處于地質(zhì)條件惡劣的環(huán)境下，多斷層，井下高應(yīng)力強(qiáng)，煤層內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，水文環(huán)境較差。掘進(jìn)支護(hù)在開采過程中有很多難點(diǎn)，頂板的圍巖呈現(xiàn)升高態(tài)勢，復(fù)雜多變的斷層，特別是在薄弱煤層管理難度較大，這就增加了煤礦企業(yè)的支護(hù)技術(shù)和開采技術(shù)要求。

四、煤礦開采技術(shù)和掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的選擇

（1）煤礦掘進(jìn)技術(shù)是煤礦開采到結(jié)束的整個(gè)過程，大多數(shù)企業(yè)對開采過程中的掘進(jìn)技術(shù)重視度不夠，盡管掘進(jìn)技術(shù)多樣，但合理利用適合的掘進(jìn)技術(shù)才是提高效率的關(guān)鍵。目前我國煤礦常用的支護(hù)技術(shù)有金屬支護(hù)、噴漿支護(hù)、錨桿錨網(wǎng)支護(hù)和液壓支護(hù)技術(shù)等。掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的選擇要根據(jù)煤礦井下作業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行，在巷道煤層穩(wěn)定的巖層且巷道變形較小，可以采用噴漿支護(hù)技術(shù);在煤層巷道穩(wěn)定，頂側(cè)壓力較小的巷道可以采用錨桿或錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù);在變形嚴(yán)重，穩(wěn)定性差的圍巖可以采用便于維護(hù)的U型鋼支護(hù)技術(shù)，在選擇合理的支護(hù)技術(shù)時(shí)要區(qū)分綜掘機(jī)的使用范圍，結(jié)合巷道斷面的圍巖承載情況，完善煤礦掘進(jìn)的管理過程，提高開采效率。

（2）隨著開采技術(shù)的發(fā)展，常見的支護(hù)技術(shù)有直接破頂法、后退臥底法、臨時(shí)支護(hù)法等支護(hù)技術(shù)，直接破頂法師利用掘進(jìn)機(jī)直接沖擊斷層的頂部，保留性能穩(wěn)定的圍巖，利用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)完成支護(hù)工程;后退臥底法適合在斷層落差較大的巷道，該方法可以提高巷道的穩(wěn)定性;在做臨時(shí)支護(hù)工作時(shí)如果斷層的落差較大，就容易發(fā)生圍巖破碎情況，最佳的支護(hù)方法就是U型鋼支護(hù)技術(shù)，將U型剛和錨桿支護(hù)有機(jī)結(jié)合，提高巷道的穩(wěn)定和圍巖的堅(jiān)固性。

五、結(jié)束語：

煤炭在我國是主要的能源，應(yīng)用范圍廣泛，需求量巨大。研究煤炭生產(chǎn)過程的開采與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)意義重大，可以有效的提高煤炭開采的數(shù)量和質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，最大程度保證地質(zhì)結(jié)構(gòu)不受影響，確保生產(chǎn)安全。