煤礦開采技術與掘進支護技術的探討

馮光清

（山西西山煤電股份有限公司馬蘭礦， 山西 古交 030205）

引言

煤礦挖掘一直都是高危行業，也是國家重點關注的行業之一，近些年在先進技術不斷應用的背景下，礦井開采深度越來越深，標志著我國煤礦開采事業取得標志性發展的同時，也面臨著更多問題。由于地下環境復雜，在巷道挖掘的過程中，會受到地質、巖體等各種因素的影響，需要采礦人員采取合適的措施靈活應對。高強支護是常用的方式之一，具有穩定性強的作用，能夠提升施工的安全性，為采礦工人正常開展工作提供必要保障。在高強支護技術應用的過程中，需要注意的就是巖體松動問題，會在墻體表面產生裂縫，一旦支護強度無法達到理想化水平，就會撕裂煤礦巷道，帶來安全隱患。為了提升安全性，需要保證巷道的承重能力符合國家規定的標準和施工要求，提升巷道支護方案的合理性[1-2]。

1 煤礦開采技術

1.1 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[3-5]。

1.2 煤礦普采技術

普采技術和人工開采有較大的相似之處，以人工為主，小型設備作為輔助，該技術主要應用于小規模的煤礦開采工作中，且不用考慮礦區地質是否堅硬的問題，其開采流程更為細致規范，無需較大的成本投入，能夠為有關單位節省較多成本，且開采出來的煤炭質量高。但該技術在應用過程中仍然有缺陷之處，人工開采效率遠遠比不上機械設備的效率，且無法保證開采人員的人身安全問題，很容易造成煤礦開采事故，為有關單位帶來負面影響。

1.3 煤礦炮采技術

除了普采技術以外，炮采技術的應用也較為普遍，顧名思義，就是利用爆破的方式打開礦井巷道，該方式主要包括三個流程：爆破、裝矸和運矸。首先在機械設備的輔助下進行精準爆破和鉆孔，在錨噴支護作用下，開拓煤礦巷道。該開采技術具有極強的靈活性，應用范圍廣泛，對地質要求不高。但是和前幾種方式一樣，該技術和依然存在缺陷，例如一旦沒有精確控制炸藥比例和數量，就很容易造成人員傷亡，影響煤礦開采效率；且在炮采技術應用之前，需要做大量的準備工作，例如實地考察、鉆孔等，如果炮眼數量和設計時的標準不統一，就會影響煤礦開采工作的效率和質量。

2 煤礦掘進支護技術

2.1 噴射混凝土

想要把分裂的巖體良好結合，噴射混凝土技術是不錯的選擇。該技術主要是往隧道壁和巖體的位置噴射混凝土，以提高煤礦巷道中圍巖的粘合性，使碎巖土黏結在一起，避免掉落。根據煤礦開采和支護工作的具體要求，噴射混凝土能大大提升巖石的安全性和穩定性，清除了施工過程中的安全隱患。除此之外，把混凝土和地下煤礦環境中的巖石融合起來，能降低事故發生的概率，提升巷道的穩定性。

2.2 錨桿支護

運用錨桿支護主要是通過放置錨桿來不斷調整邊坡的力學狀態，對錨桿的位置進行實時控制。避免巖土發生形變降低隧道的穩定性，利用錨桿向巖土施加反方向的作用力，提升巖土的強度。如果周圍的巖土比較松動，錨桿支護能起到加固效果，保證巖石的穩定性。在現場施工的過程當中，需要對周圍的環境進行嚴格考察，確定周圍巖石的分布情況，根據不同的環境來選擇不同的支護方式，有針對性地進行支護處理，提升工程效率和質量，為后續施工打下基礎。

2.3 鋼筋網支護

除了噴射混凝土和錨桿支護外，鋼筋網支護也是較為常見且十分重要的支護方式。不同的現場環境也會導致地質條件不同，有的施工現場土壤、地質環境良好，便于施工；有的施工現場巖石比較脆弱，圍巖之間較為松動，容易出現塌方的情況。在巖石尺寸小、容易掉落的煤礦中，鋼筋網支護技術的應用非常普遍，也能起到良好效果。要實現全斷面的網絡布設，在保證掛網密度的同時，提升掛網質量。鋼筋網支護的主要目的在于攔截掉落的巖石，避免巖石掉落，給施工人員人身安全帶來安全隱患，能最大程度上提升安全性，也能確保巷道中巖石不會出現異常崩塌的情況。

2.4 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。

3 結語

煤礦事業是我國經濟發展的重要支柱力量，需要在實踐過程中不斷應用新技術、新設備，在提升煤礦開采效率的同時，要做好掘進中的支護工作及做好防護措施，為工作人員創造良好的工作環境，保障工作人員的人身安全。