煤矿井下掘进技术研究

常纪东

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。文章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了理论基础。

关键词：煤矿开采；井下掘进技术；巷道支护技术；钻眼爆破法；掘进机掘进法 文献标识码：A

中图分类号：TD235 文章编号：1009-2374（2015）31-0152-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.078

我国经济快速发展的重要支持力量就是煤炭资源，同时也是不可再生资源，我国的煤炭开采工程通常规模较大，有的更是达到千万吨级，我国的开采技术也在不断发展。目前，我国煤炭资源在开采过程中不断消耗，这就需要我国不断发展新开采技术，增加我国的煤炭开采速度，从而达到节约成本的目的。技术人员应根据我国开采中的实际情况，完善开采设计，改进施工工艺，以增加开采技术和资源的使用效率。

1 技术的发展

近年来，随着社会经济的发展，我国的煤矿掘进技术也在不断提高。早在几年前，煤矿的掘进技术就已经出现了年产几百万吨甚至几千万吨的情况，增加了回采的数量，提高煤矿采集技术的关键就是巷道掘进技术。在我国，掘进技术的关键就是掘进机的设备，但是在掘进机研究方面，我国一直落后于发达国家，不过随着我国对掘进机的重视不断加强，掘进技术也在不断提高。以前，我国的掘进机技术并不发达，引进的掘进技术就当时的状况来说可靠性低、能力差、机器设备的功率小，只能运用在煤巷中。由于掘进机存在各种问题，导致掘进机在使用的过程中也出现了一些问题，于是我国在引进掘进机的方面进行了分析，最后制定了适宜的掘进设备方案，促使了我国现代煤矿掘进技术的发展。

2 存在的问题与现象

2.1 地质条件

在挖掘煤矿的时候，当地的地质情况对开采的效率有着很大的影响。其影响因素有很多，有岩层的厚度、矿井的涌水量和井中甲烷的含量，这些原因都或多或少地影响着开采的进度。如果在好的地质情况下，就会大大加快开采的进度，煤矿巷道有良好的顶板或者支护情况良好，都对开采的进度有很大帮助，只要挖掘时设立临时支护，等开采后在设立永久支护就可以，这样就可以大幅度增加开采的进度。

2.2 对掘进技术及设备管理的专业性不强

在我国通过对井下掘进技术的了解与掌控，能够知道煤矿井下掘进企业的整体工作情况，对其进行监管控制。就目前情况而言，管理人员对井下掘进技术的管理重视度不高，致使不能对井下掘进技术进行充分的管理，严重影响了煤矿井下掘进技术的管理。对井下的掘进技术进行有效的管理能够对工程进行正确的控制，帮助煤矿井下掘进企业充分的掌握自身的不足并加以改进。但是井下掘进技术管理的不足导致煤矿井下掘进过程中存在重大的安全事故，所以煤矿井下挖掘工作想要得以长远发展，首先要做好对井下挖掘技术的管理工作，挖掘技术管理人员和井下挖掘工作企业管理层要对此加以高度重视。

3 掘进技术

3.1 联合支护技术

通常来讲，联合支护就是指在井下掘进时，需要采用两种或者更多的支护方式，共同对围岩进行稳定的一种综合性支护手段。单一支护的方式主要包含锚杆支护、混凝土支护、砌碹支护和棚架式支护等。如果在正常的施工过程中将这几种方式通过科学的叠加有机地结合在一起，就能够形成联合支护。在联合支护中，常见的三种形式有：（1）锚喷支护。将混凝土支护和锚杆相结合的过程称为锚喷支护，锚喷支护方式不仅安全性高，而且费用相对较低，这种支护方法较适合运用在矿井下的挖掘，特别是在比较容易发生垮塌的巷道中应用得比较多。（2）锚网支护。就是有机结合锚杆和金属网，金属网就是使用铁丝制成网片，并利用托板将其稳稳地固定在事先准备好的锚杆的端头处。该方式的主要作用是防止小块岩石在松动的情况下掉落，常用在一些围岩不够稳定、跨度较小的煤矿巷道中。（3）锚喷网支护。这是一种综合性的支护方式，是锚杆与混凝土加上金属网共同进行支护。金属网可以有效提高混凝土的整体特性，让混凝土产生的应力可以均匀地分布在各个角落，从而防止出现喷层开裂的现象，增强喷层本身的抗压力、抗拉力。

3.2 煤巷综合掘进技术

煤巷综合掘进技术主要指的是在煤矿井下巷道进行掘进的时候，综合利用各类机械化设备进行掘进的一种方式。采用的设备主要是悬臂式掘进机、伸缩带式煤矿运输机、锚杆钻机等。目前，利用煤巷综合掘进技术进行井下掘进的特点为：（1）在设计掘进机械的时候，需要设定相应的要求，尤其是机械结构方面，需要保证结构的紧凑性，保证设计的合理性；（2）掘进机在工作的时候，需要保证其稳定性，最大程度上保持低重心、低机身，而且在井下掘进时，周围的环境非常恶劣，需要设备本身的质量过硬，要求其具备良好的稳定性、可靠性，通过安装自动检测装置，使其具备自我检测能力。

3.3 巷道支护技术

巷道井下掘进支护技术无论是从方法手段或者理论知识来分析，都表现出较为强烈的多元化发展方式，从宏观角度来分析，主要包括围岩支护、围岩加固、多元支护技术等。围岩支护也被称之为被动支护，较为典型的代表为棚式金属支架支护，通过金属支架直接对巷道围岩表面产生作用，从根本上抵制或者减缓围岩可能存在的变形压力。这种支护技术作为一种临时性的支护方法，存在较大的隐患。围岩加固作为一种主动支护，较为典型的就是锚杆（索）支护，并且这种方法开始不断成熟，为支护力度植入围岩内部的巷道，在为巷道围岩表层提供相应支护作用的同时，从根本上缓冲围岩变形的实际周期。多元支护技术大都在煤巷井下掘进作业施工中运用得较为普遍，这种方法也被称为复合支护，主要是指通过组合多种不同的支护形式进行组合使用或者通过复合材料开展支护巷道。经过多年发展，复合支护技术也从最初原始的支护方式演变成了多种不同的方式联合，例如锚注+锚杆、锚索+锚杆等方式等。

4 结语

随着我国社会经济的不断发展，我国在煤矿井下的掘进技术也在不断提高，就目前的情况看，科学合理的决策为掘进技术的发展提供了重要的科学保障，同时也对煤矿井下掘进工作质量的检测进行了管理。在对煤矿井下掘进技术进行管理的时候，需要从制度及政策方面入手，加强政策与手段上的管理，保障井下掘进技术的可靠性，与此同时，还应加强相关的监督工作，保障我国煤矿井下掘进技术的有效性，加快我国煤矿掘进技术的发展，为我国煤矿井下掘进企业提供更好的发展机会。

参考文献

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（责任编辑：蒋建华）endprint