煤礦開采技術與掘進支護技術的探討

程剛

關鍵詞：煤炭開采;掘進;支護技術

當代中國經濟高速發(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，必須做好生產銷售的各個相關環(huán)節(jié)，研發(fā)使用更先進和科學的煤炭開采技術，充分有效的利用好煤炭資源，這都是十分關鍵的。同時，由于煤炭開采的整個環(huán)境特殊性，保證生產安全也極為重要，采用先進的開采和掘進技術也是所有煤炭生產企業(yè)要切實做到的。

一、現行主要煤炭開采技術概述

（一）炮采技術

炮采技術時一種傳統(tǒng)的煤炭開采技術，被很多中小型煤礦廣泛采用。炮采技術主要是通過爆破的方式進行的，在煤礦的長臂工作面上，采用人工裝煤和單體支柱支護的技術相互結合進行采煤工作。具體的工藝流程是破煤，運煤，支護，放頂。炮采工藝在工作面作業(yè)時使用的工具較為簡單，鉆研工具使用的是煤電鉆，運煤的設備是輕型刮板輸送機，用坑木做支護。當然，炮采的工藝也存在很多問題。如頂板難以管理，很容易產生瓦斯、頂板等事故，安全隱患和風險相對來說比較大，對于煤礦工人的勞動強度要求也比較大，煤礦的產量往往不是很高。使用炮采工作的目前多數都是一些小型煤礦生產企業(yè)。

使用炮采工藝進行施工時有很多注意事項，要加強相應的檢查和管理，做好相應的防護工作，適時減輕工作人員的勞動強度，安全措施務必要到位，保證相關人員的施工安全。

（二）綜采技術

綜采技術是目前應用范圍較為廣泛的煤炭開采新技術，是目前多數煤炭開采企業(yè)采用的主流煤炭開采技術。綜采工藝的機械化程度相對于炮采來說要高出很多，在主要的爆破，運輸，支護以及相關煤礦開采工序的處理上，綜采已經實現了全面的機械化作業(yè)。隨著綜采技術的日益完善和發(fā)展，更多的煤炭生產企業(yè)也在使用綜采技術。應用的范圍進一步擴展。綜采技術主要適于應用在一些特殊地質環(huán)境的開采工作之中，比如煤礦的頂板比較堅固，硬度較大，煤層的地質情況相對來說比較穩(wěn)定的長臂項目開采環(huán)境。在煤炭開采中，綜采工藝相關機械設備的安裝和回撤工作難度也比較大，整個過程對于工作面的推進技術要求十分嚴格。在使用綜采工藝進行作業(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候。另外，綜采工藝使用的大量機械會在一定程度上影響開采區(qū)域的地質結構，這也需要在作業(yè)過程中嚴格進行控制，尤其實在通過一些老巷的時候。同時，綜采工作結束之后的相關后續(xù)收尾工作也要切實保證安全。

二、煤礦開采掘進支護技術的關鍵點

對于復雜程度較高的地質來說，在煤礦開采技術上最關鍵的就是要綜合考慮實際地質狀況，進行合理分析。在對地下礦藏進行開采的時候，對巷道的布置必須要科學合理，在進行巷道開鑿的時候要注意其數量，如果發(fā)生圍巖不穩(wěn)定的現象，那么支護工作必須進行。我們通常把這項工作叫為井巷工程，也叫做井巷掘進與支護工作。從本質上來說，井巷掘進與支護就是對巖石進行破碎，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，從而保證生產安的安全進行。

（1）掘進支護形式的優(yōu)缺點。面對較為復雜的地質條件，合理、靈活運用掘進與支護技術能夠對生產效率進行有效提高，同時勞動程度得到降低，圍巖自有作用以及承載眭能得到很好的發(fā)揮，能夠讓圍巖和支護體組成—個結構整體，降低成本投入，施工的速度得到加快，適用范圍非常廣泛。但是在地質較為復雜的情況下，它的不足也顯現出來，環(huán)境對其應用條件產生限制，支護工作開展的較為被動，對設備產生較大的損耗。

（2）臨時支護技術應用。在對綜掘機進行使用的時候，對其液態(tài)系統(tǒng)要予以綜合考慮，主要包括兩點內容，一個是穩(wěn)定性，一個是在完成啟停之后的自鎖裝置，如果把這兩點問題都解決，那么支護工作能夠更加順利的開展。在研究過程中使用的臨時支護方法是機載液壓鎖，它的優(yōu)點是能夠對工作壓力進行減緩，讓支護工作能夠穩(wěn)定安全的進行。

（3）綜掘機施工管理問題。在綜掘機的施工過程中要有配套的管理制度，能夠對施工效率進行提高，完整、科學的管理體系對煤礦高效施工的實現有很大幫助，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，通常選擇彎皮帶運輸技術，有效減小皮帶配置上的工作量，使得整體效率得到提升。

三、煤礦掘進支護中存在的問題和地質條件分析

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

（2）根據掘進支護技術的實際操作情況，選擇合理的開采技術，在地質條件特定區(qū)域，煤礦開采的區(qū)域環(huán)境較差，多數處于地質條件惡劣的環(huán)境下，多斷層，井下高應力強，煤層內部結構不穩(wěn)定，水文環(huán)境較差。掘進支護在開采過程中有很多難點，頂板的圍巖呈現升高態(tài)勢，復雜多變的斷層，特別是在薄弱煤層管理難度較大，這就增加了煤礦企業(yè)的支護技術和開采技術要求。

四、煤礦開采技術和掘進支護技術的選擇

（1）煤礦掘進技術是煤礦開采到結束的整個過程，大多數企業(yè)對開采過程中的掘進技術重視度不夠，盡管掘進技術多樣，但合理利用適合的掘進技術才是提高效率的關鍵。目前我國煤礦常用的支護技術有金屬支護、噴漿支護、錨桿錨網支護和液壓支護技術等。掘進支護技術的選擇要根據煤礦井下作業(yè)的實際情況進行，在巷道煤層穩(wěn)定的巖層且巷道變形較小，可以采用噴漿支護技術;在煤層巷道穩(wěn)定，頂側壓力較小的巷道可以采用錨桿或錨網支護技術;在變形嚴重，穩(wěn)定性差的圍巖可以采用便于維護的U型鋼支護技術，在選擇合理的支護技術時要區(qū)分綜掘機的使用范圍，結合巷道斷面的圍巖承載情況，完善煤礦掘進的管理過程，提高開采效率。

（2）隨著開采技術的發(fā)展，常見的支護技術有直接破頂法、后退臥底法、臨時支護法等支護技術，直接破頂法師利用掘進機直接沖擊斷層的頂部，保留性能穩(wěn)定的圍巖，利用錨網支護技術完成支護工程;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;在做臨時支護工作時如果斷層的落差較大，就容易發(fā)生圍巖破碎情況，最佳的支護方法就是U型鋼支護技術，將U型剛和錨桿支護有機結合，提高巷道的穩(wěn)定和圍巖的堅固性。

五、結束語：

煤炭在我國是主要的能源，應用范圍廣泛，需求量巨大。研究煤炭生產過程的開采與掘進支護技術意義重大，可以有效的提高煤炭開采的數量和質量，提高生產效率，最大程度保證地質結構不受影響，確保生產安全。