煤礦井下掘進技術的推廣和應用探討

李壽康

太原煤氣化集團有限責任公司東河煤礦

煤礦井下掘進技術的推廣和應用探討

李壽康

太原煤氣化集團有限責任公司東河煤礦

我國經濟快速發展的重要支持力量就是煤炭資源，同時也是不可再生資源，我國的煤炭開采工程通常規模較大，有的更是達到千萬噸級，我國的開采技術也在不斷發展。目前，我國煤炭資源在開采過程中不斷消耗，這就需要我國不斷發展新開采技術，增加我國的煤炭開采速度，從而達到節約成本的目的。技術人員應根據我國開采中的實際情況，完善開采設計，改進施工工藝，以增加開采技術和資源的使用效率。井下采煤主要是以井下掘進技術為基礎的工作，隨著科學技術的發展和煤礦生產水平的提高，越來越多的高效掘進技術應用到煤礦生產中，為煤礦掘進工作提供安全保障。井下采煤是一項危險性較高的工作，一但發生事故，將造成非常嚴重的后果，為此，要求我們要不斷完善井下采煤管理模式，加強安全生產意識。本文首先對我國煤礦井下掘進技術中所存在的問題與現象進行了分析，然后論述了掘進技術的推廣和應用，并對掘進技術未來的發展趨勢進行了展望。

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1 我國煤礦井下掘進技術中存在的問題與現象

1.1 對掘進技術與設備管理的專業性認識不足

在我國煤礦井下掘進企業中，通過對井下掘進技術的了解與掌握，能夠對煤礦井下掘進工作企業的整體工作進行監督控制，但是由于管理人員對井下掘進技術管理的認識不足，導致對井下掘進技術的管理不充分，嚴重影響了煤礦井下掘進技術管理的有效性，對井下掘進技術進行有效管理，能夠幫助煤礦井下掘進工作企業對自身情況做到充分的掌握，進而做出正確的工程控制，然而不足的井下掘進技術管理導致對自身情況估計失誤，導致在進行決策的過程中產生了盲目性，造成對煤礦井下掘進工作企業的嚴重安全事故，因此加強對井下掘進技術管理的控制是煤礦井下掘進工作企業發展工作的必要手段，需要得到煤礦井下掘進工作企業的管理層及掘進技術管理人員的重視。

1.2 井下掘進技術管理有效性低下

我國煤礦井工作企業的井下掘進技術管理屬于技術管理的范疇，提高井下掘進技術管理的水平需要落實到不同技術的加強，通過發展掘進技術管理，來帶動煤礦井下掘進工作發展的有效性與公正性，但是現如今我國井下掘進技術管理有效性低下，主要表現為對單位所有的井下掘進技術不能充分掌握，這主要源自于煤礦工作企業對井下掘進技術管理的認識不足，對掘進技術管理的具體實施不夠全面，導致我國煤礦井下掘進工作企業的技術管理手段不足，管理有效性低。

2 煤礦井下掘進技術的推廣和應用

2.1 煤巷綜合機械化掘進技術

煤巷綜合機械化掘進方式是指在井下巷道掘進的過程中，采用和依靠各種機械化掘進設備進行的一種方式。其所采用的掘進設備主要有：懸臂式掘進機、轉載機、可伸縮帶式輸送機、單體錨桿鉆機、通風除塵設備及供電系統等設備組成。目前對煤巷綜合機械化掘進設備的主要要求和特點有：對掘進機械的整體設計有一定的要求，特別是結構方面，一定要結構緊湊，設計合理；要求掘進機的工作穩定性要好，這就要求其工作的重心和機身要低；由于井下掘進環境惡劣，要求掘進設備具有良好的適應性和可靠性，而且要有一定的自動裝置和自動檢測系統。從以上各個方面來看，煤巷綜合機械化掘進方式最主要的是要依靠這些設備才能完成掘進工作和任務。

2.2 大斷面煤巷連續采煤機掘進技術

近些年來，大斷面掘進機被廣泛應用于現代化礦井采掘工作中，大斷面掘進機相比于其他傳統掘進機具有采煤、落煤、運煤等一系列功能，且在割煤過程中可以有效控制截割煤的寬度實現標準化作業。目前我國主要采用的是單機引入和配套設備引入兩種方式，具有良好的適應性和效率性。主要用于大斷面煤巷的掘進和短臂開采，按照運輸方式的不同可以分為兩種：間斷運輸和連續運輸，在我國使用較多的還是連續運輸的方式。連續運輸方式進行煤礦掘進的主要工作原理是：在進行大斷面巷道掘進時，連續采煤機和錨桿鉆車可以實現位置交換。連續掘進機在進行掘進循環作業時可以在運輸巷道中不斷掘進，同時錨桿鉆車可以進行錨桿支護作業。假如連續掘進機完成自身的掘進任務時，會自動與錨桿鉆機進行互換位置，進而實現交叉換位以此來完成下一個循環作業。通過其工作原理可以看出通過連續運輸方式進行煤礦掘進可以提高煤礦掘進的采掘效率保證掘進的質量，比傳統懸臂式掘進設備更具優勢。但是，該掘進方式在實際采掘過程中有一些缺點，就是其在掘進中對空間條件有一定要求，并且不能進行單巷掘進。

2.3 錨桿支護技術

錨桿支護技術主要是將桿柱打入到預先在地表巖體上鉆好的孔洞之中，圍巖內部植入的錨桿可以改變圍巖自身的狀態，提高巖體機構弱面的抗剪強度，在圍巖周圍形成一個既能保證自身穩定又能防止上部圍巖松動及變形的加固拱以此來確保巷道的穩定可靠性。通過錨桿和圍巖共同產生的作用力來提高巷道的穩定性，該支護技術在煤礦掘進中廣泛應用，對巷道作業人員的掘進工作起著重要的安全保證。錨桿支護具有是施工簡易，機械操作效率較高，速度快等特點，但是錨桿支護技術也存在一定局限性，即不能封閉圍巖無法阻止圍巖風化，更不能阻止裂縫巖石剝落發生。

2.4 聯合支護技術

通常來講，聯合支護就是指在井下掘進時，需要采用兩種或者更多的支護方式，共同對圍巖進行穩定的一種綜合性支護手段。單一支護的方式主要包含錨桿支護、混凝土支護、砌碹支護和棚架式支護等。如果在正常的施工過程中將這幾種方式通過科學的疊加，有機地結合在一起，就能夠形成聯合支護。在聯合支護中，大家常見的幾種形式有：①錨噴支護。就是將錨桿同混凝土土支護有機結合在一起，這種支護的方式安全可靠，成本較低，在礦井下進行掘進可以采用此方式，尤其是在易垮塌的巷道中，應用更為頻繁。②錨網支護。就是有機結合錨桿和金屬網，金屬網就是使用鐵絲制成網片，并利用托板將其穩穩地固定在事先準備好的錨桿的端頭處。該方式的主要作用是防止小塊巖石在松動的情況下掉落，常用在一些圍巖不夠穩定、跨度較小的煤礦巷道中。③錨噴網支護。這是一種綜合性的支護方式，是錨桿與混凝土加上金屬網共同進行支護。金屬網可以有效提高混凝土的整體特性，讓混凝土產生的應力可以均勻地分布在各個角落，從而防止出現噴層開裂的現象，增強噴層本身的抗壓力、抗拉力。

噴層主要就是把金屬網全部都覆蓋上，但是這種方式有環境限制，需要在巖層破碎、圍巖不穩定、跨度過大的礦井巷道中進行，這樣才能真正地發揮出它的效用，提高生產的安全性，盡可能防止意外的出現。

3 煤礦井下掘進技術的發展趨勢

3.1 推廣和發展掘錨一體化技術

煤礦井下巷道掘錨一體化技術代表著煤巷快速掘進技術的發展方向，也是實現煤礦開采高產高效礦井技術的主要措施。相對于其他掘進技術，掘錨一體化技術具有的優點有：①適用范圍更廣，掘進工效也有進一步改善，巷道成型好；②適合于頂板條件不太好的單巷及雙巷掘進；③能夠提高錨桿支護的效果，改善作業環境和降低工人勞動強度。

由于我國的煤礦地質比較復雜，各種井下掘進技術和設備參差不齊，施工的工藝也不同，因此要發展掘錨一體化技術，就要針對我國煤礦的地質條件和施工工藝進行研究，提供多種配套形式。

3.2 大斷面多巷掘進推廣使用連續采煤機技術

在大斷面多巷掘進中，國外多是采用連續采煤機技術，也是高效率高質量工作面順槽主要掘進方式。連續采煤機煤巷掘進可以實現采掘一體化，具有掘進速度快、掘進成本低的優點，也是目前多巷高效掘進技術研究的重點。

總而言之，煤炭是一種不可再生資源，對我國的經濟建設發展起到重要的作用，對煤炭資源的利用應堅持可持續發展理論。選擇最為合適的井下掘進技術，可以提高煤礦生產的機械化和生產質量的高效性，從而滿足煤礦企業的發展需求，實現煤礦安全生產、節約生產及可持續化生產目標。

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