煤矿开采技术与掘进支护技术的探讨

郭永

摘要：煤炭资源是国家经济发展的重要支柱，被誉为“工业粮食”。本文主要研究的就是煤矿在开采以及掘进中所使用的技术问题。以煤矿开采中暴露出的问题作为切入点，详细阐述了目前常用的一些煤矿开采技术以及掘进支护的发展方和具体方式。

关键词：煤矿;开采技术;支护技术

引言

煤矿资源绝大部分都深埋在地下，为了将其开采出来，就需要使用特定的方式。良好的煤矿开采技术一方面可以有效减少开采过程中能源的消耗，另一方面也可以降低该工序对于矿场周围生态环境的影响。同时良好的掘进支护技术能够保证煤炭开采工作可以顺利进行下去，还可以确保煤矿开采人员的人身安全，因此要对这两种技术给予高度的关注。

一、煤矿开采中暴露出的问题

（一）污染严重

煤炭开采行业有着悠久的历史，所使用的技术也是层出不穷，而传统的煤矿开采方式以露天开采为主，无论是在爆破阶段还是在煤炭的运输阶段都会产生大量的扬尘，这些扬尘在没有进行有效治理的情况下很容易逸散到空气中，严重影响到空气质量[1]。此外，传统的煤矿巷道开掘技术也存在着一些问题，由于技术科技含量不高，在掘进的过程中会对地质结构造成严重的影响，产生山体滑坡以及地面凹陷等问题。因此必须要对开采技术以及掘进的支护技术进行优化升级，这不仅是为了满足效率的需要，同时也是为了保护环境不受污染。

（二）安全性不高

上文提到过，煤矿资源一般都是埋藏在地下，为了获取到煤炭，负责开采的工人就要深入地下，在地下进行开采活动。地下开采环境不仅作业区域狭小，而且温度较高，工作环境十分恶劣，同时受到瓦斯以及地下水的影响，煤矿作业存在着瓦斯爆炸以及透水事故风险，一旦发生事故，对于工人生命健康会有严重的危害，因此安全问题成为社会焦点之一。而在实际的煤炭开采作业中，有时会出现此类事故，产生此类问题的最重要原因在于相关的监管人员对于技术的安全要点缺乏足够的重视，导致技术在使用的过程中不够规范，由此引发事故。

二、当前开采技术种类

由于煤炭的开采具有一定的危险性，因此为了保证安全，在作业开始之前必须要对开采區域地质结构以及地下水文等做详细的调查，并且根据实际的情况来选择使用适宜的采煤技术。现今我国最常用的技术有两种。

（一）炮采技术

炮采技术在小型的煤矿企业中被广泛使用，其本质是利用爆破的方式将地下的煤炭震碎，并且使用单体支柱的方式对于工作面进行支护，在支护工作完成之后以人工的方式将散落的煤炭运送到地表。这种开采技术的特点是所使用的工具相对简单，工作面的钻眼工序使用煤电钻就可以完成，而运送工序可以使用轻型的刮板运输设备，支撑结构可以使用坑木[2]。这些工具操作程序简单方便，因此该方式具有成本小、灵活性高、适用性强等特点。但是由于其支护是由坑木来进行的，且对于爆破的精准性要求比较高，因此这种开采方式在进行放顶工作的时候往往会出现一些问题，容易引发顶板塌落等意外情况。此外，由于该技术在采煤的时候需要大量的劳动力，因此对于工人来说劳动强度非常高，采煤的效率得不到保障。

（二）综采技术

这项技术最大的特点就是在整个开采过程主要是以机械化的方式来进行，不仅提升整体的工作速度，也是对于工作安全性的有力保障，成为未来煤炭行业发展的一个重要方向。

从总体上来说，综采技术分为割煤与装煤两个主要环节，割煤环节负责开采，而装煤环节则负责运输。先来说割煤环节，综采技术中割煤环节主要是利用大型的机械设备来进行，当前比较常见的采煤机有刨煤机以及滚筒采煤机两种，针对煤层顶部容易出现波动的情况，在使用滚筒采煤机的时候一般都会选择可以进行自由调节的双滚筒采煤机，在煤矿被切割下来之后，直接运送到刮板机上，并且通过机械设备将其输送至地面。这种采煤的方式可连续进行，而且在采煤的过程中所不需要大量的人工介入，大大提高了采煤人员的安全性，是非常流行的一种采煤方式。

三、掘进支护技术的前景与具体应用

（一）发展方向

想要促使采煤工作以及企业发展能够平稳快速地展开，就应做好巷道掘进中的支护措施，保证安全。随着采煤技术的不断革新，掘进技术也要随之发展。针对煤矿中包含的永久性巷道来说，要逐渐从传统的岩巷过渡到煤巷中去，这种转变不仅可以大大提高掘进的效率，同时也可以缩短矿井建设的时间[3]。从巷道断面的形状以及大小的角度出发，要减少拱形断面巷道的数量，增加矩形断面巷道数量，通过这种转变来提高巷道断面的利用效率，同时截面形状的改变也满足了一些大型开采设备对于巷道的基本要求，对于提高采煤效率来说大有裨益。

（二）关于吊链式前探梁技术

这种方式具体表现出来的特点为依靠3根吊挂式的前梁作为临时的主要支撑结构。对于材质的选择尤为重要，在这项技术中前探梁采用π型钢材来制作，长度要保证在3.5m以上，并且需要使用吊环来对其实施最后的稳固工作。中梁要根据巷道中线的位置进行架设，梁柱上的固定点位应至少保证拥有两个，且前探梁与迎头之间距离不能高于0.3米[4]。在正式开始架设之前一定要清理掉浮矸，所有的工作都要在完整的永久支护的保护下进行，禁止在空顶的状态下使用该技术。

（三）关于吊环式前探梁技术

这项技术主要是使用了悬挂的前探支架作为结构，具体选用数量依旧为3根。可以使用11#工字钢或者π型钢当作前探支架的材料。其长度要大于3m，侧边与中间的梁柱之间位置间距要控制在1m以上，而且每根梁需要两个或两个以上的固定点，以确保支架能够在实际作业中稳定可靠。

四、结束语

煤炭的开采技术提升对于企业发展和整个行业的进步具有决定性作用，而掘进支护这一先进技术则是关系到整个工作安全性的重要措施。这两种技术都是煤炭作业中关键性的技术，因此相关的工作人员必须要严格按照工艺的要求来进行作业，详细分析煤层结构，使用适合的技术来进行生产，确保我国的煤炭行业可以健康、平稳地发展下去。

参考文献：

[1]徐春辉， 冯伟斌. 煤矿掘进支护问题与合理应对建议研究[J]. 环球市场， 2017（7）.

[2]赵凤岩. 煤矿巷道掘进施工与支护技术[J]. 能源与节能， 2017（12）：129-130.

[3]王兵. 浅谈煤矿开采技术与掘进支护技术的分析[J]. 华北国土资源， 2017（4）：51-52.

[4]李洪晶. 煤矿高效掘进技术的研究[J]. 山东工业技术， 2017（1）：71-71.