煤矿井下掘进技术的研究

高阳

摘 要：煤炭的井下开采需要掘进大量巷道，目前主要采用钻眼爆破法和掘进机掘进的方法。本文介绍了影响我国煤矿井下掘进技术的因素以及掘进时采用的支护方式，对提高煤矿掘进技术的效率和安全性奠定理论基础。

关键词：掘进；支护技术；影响因素

中图分类号：TD23 文献标识码：A

煤炭资源是我国国民经济发展的主要资源，我国煤炭资源的储量也非常丰富。从煤层分布来说，大部分煤炭都是埋藏在地下，需要采用地下采集的方式进行开采。随着煤矿开采技术的不断发展，出现了很多适用于煤矿开采的高新技术设备。据统计，2008年以来我国煤矿巷道的掘进尺度总量达到了800万m以上，在这个数据中通过煤巷进行的大约有70%，通过煤岩巷进行的大约有20%，剩下10%是通过全岩巷掘进得到的。随着综掘技术的不断进步，煤炭巷道综掘月进尺已达500-700m。对煤炭业来说，采掘技术高低是提高煤矿生产效率的重要保障。重视对采煤过程中掘进技术的研发，对推动新型煤矿采掘技术的应用创新以及提高煤矿的工作效率和安全防护具有重要的意义。

煤矿巷道的掘进是一项系统性的工程，在实际应用过程中会受到多个因素的影响。为了保证生产过程的顺利进行，就要采取合理的措施以保证掘进的正常进行和生产作业的质量和安全。

1 影响煤矿掘进技术的因素

1.1 地质条件

在煤矿开采过程中，煤矿所处的地质条件的优劣直接影响着掘进的效果。这包括了岩层的硬度、煤矿挖掘中涌水量的多少以及矿井中瓦斯含量的多少，这些都对掘进效果有着直接的影响。良好的地质条件会加快煤矿掘进的速度，如在煤矿巷道顶板稳定和支护良好的条件下，只需进行临时支护就可以进行掘进，在掘进后再行设置永久支护，大大提高了掘进机的工作效率。

1.2 掘进设备

掘进技术发展带来掘进设备迅速发展，在国内掘进设备的种类比较齐全，但是综合性能较差，自动化水平不高，影响掘进技术的提高，甚至出现各种严重的安全生产事故。为了提高掘进的安全性，国外研发了新型的掘进设备，采用掘锚机组等来完成快速掘进的工作，在很大程度上提高了实际生产过程中掘进的效率，与此同时也提高了掘进过程中的机械化水平。

1.3 施工工艺

目前国内能够进行煤矿掘进的设备非常少，技术和施工工艺较落后，严重影响煤矿井下掘进速度。由于没有专用的掘进设备，井下掘进时要进行大量支护作业，占用大部分掘进作业时间。即便采用目前比较先进的锚杆、锚喷以及锚梁网技术，在很大程度上降低了支护流程，但是由于掘进和支护项目的分离，严重影响了掘进速度的提高。

1.4 施工组织管理

国内煤矿企业中还存在着较大的管理问题，由于管理者水平限制，掘进过程中没有进行科学和规范的管理，盲目追求掘进进度，没有注重掘进的质量和规程，为以后工作带来安全隐患，进而影响了整个掘进作业的效果。

2 掘进中的支护技术

在巷道掘进作业中，支护水平直接影响着掘进作业的速度和效率，因此必须注重巷道作用中的支护技术。目前经常应用到的支护技术主要有单一支护，联合支护，主动支护以及被动支护。锚杆支护属于主动支护形式的一种，在支护过程中它将支护跟围岩构成一个整体，这样围岩和支护就能够充分发挥自身的优势，共同承载压力的作用。正是基于这个特点，锚杆支护在煤矿巷道掘进中得到了非常广泛的应用。

2.1锚杆支护

锚杆支护中的杆柱是由不同材料的物质构成的，如金属件和木件等，在支护时将杆柱打入巷道中预先设定好的孔洞内，利用锚杆自身结构的特点实现围岩跟稳定围岩的结合，起到悬吊和增强的作用，实现锚杆支护的目的。锚杆支护属于主动式的支护方式，在煤矿井下掘进中能够有效的保障煤矿生产的安全，并且具有支护简单、施工简单和便于机械化操作等一系列优点。采用锚杆支护方式不能实现围岩的封闭，无法防止围岩的风华以及各锚杆之间裂隙岩石的剥落，在实际生产中还存在着一定的局限性。

2.2联合支护

联合支护是将两种或两种以上的支架组合在一起共同维护围岩稳定性的一种支护手段。目前常用的联合支护方式主要有锚喷支护、锚网支护和锚喷网支护三种。其中锚喷支护是将锚杆与喷射混凝土联合在一起的支护方式，锚喷支护方式安全性高且花费较少，被广泛应用在巷道掘进工作中。锚网支护是将金属网跟锚杆支护联合在一起，共同完成支护功能，金属网用托板实现跟锚杆端头的连接和固定。锚喷网支护则是上述三种材质的组合的支护形式，其中金属网的作用是使混凝土能够形成一个统一的整体，提高其抗震能力和抗拉强度，在松软破碎的岩层以及稳定性较差的围岩中也能够起到很好的支护效果。

采用单纯的锚杆支护，所需要的支护费用非常多，工序也非常复杂，工人所要付出的劳动强度比较大。联合支护的方式中使用了锚杆和金属网相结合的支护方式，金属网利用其特有的柔韧性非常容易实现跟岩层的贴紧，这样在工作过程中就能够承受较小的载荷，达到最大的支护效果。联合支护的方式还有效的解决了支护成本高的问题，如果采用联合支护，每米巷道中的支护费用比单独采用锚杆支护能够降低1000元左右，这在整个煤矿的支护中是非常可观的一笔费用。于此同时，联合支护还能够大大降低支护过程中的人力和物力，成为目前应用比较广泛的一种支护方式。总之，在未来煤矿掘进时要根据巷道的实际情况，选择合适的联合支护方式，以达到提高掘进工作效率、降低掘进成本和改善掘进环境的效果。

结语

随着科学技术的快速发展，煤矿掘进技术也得到了飞速的发展，但是与西方先进国家相比还有很大的差距。本文介绍了影响煤矿掘进技术的因素，以及煤矿掘进中经常采用的锚杆支护和联合支护方式，通过对两种支护方式的对比，得到了联合支护方式在煤矿掘进中的优势，为煤矿企业经济效益的提高提供了理论基础。

参考文献

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