浅谈煤矿开采技术与掘进支护

刘龙

摘要：我国的煤矿开采工作大多需要在地下进行，并需要在地表上进行大量巷道的挖掘工作，只有这样才能够为后续的采煤以及运输作业提供一个良好的运行基础。但是在煤矿开采工作多需要在地质条件比较复杂的井下进行，这也就要求做好煤矿的掘进支护以及围岩的稳定水平，并借此来提升其煤矿生产的安全水平。鉴于此，本文主要分析探讨了煤矿开采技术与掘进支护方面的内容，以供参阅。

关键词：煤矿；开采技术；掘进支护

当今世界急速发展，处于快速发展中的中国对煤炭的需求量逐渐增大，煤矿企业面对的竞争和挑战也变得越来越严峻。在复杂的生产环境中，煤矿企业如果想要在其中谋得一席之地，就应该大力改进煤矿掘进技术，提高煤矿开采的安全性。在煤矿掘进中煤矿支护技术有着十分重要的地位，改进支护技术有提高资源利用效率，提高煤矿的开采量以及降低企业的生产成本等优点，除此之外，还可以在一定程度上缓解中国煤矿资源不足的问题，推进中国工业的发展。

1煤矿开采技术的分析

在现实的煤矿开采技术中，影响其效率和质量的因素有很多种，主要有地质构造、煤层赋存状况、煤层厚度及硬度、煤层结构、顶底板条件、煤质条件及矿井生产能力。而我国由于社会发展趋势和进程都晚于西方发达国家，相关的施工技术普遍采用方法为长臂采煤方法和放顶采煤方法，并在长期的实践和探索中，在我国的社会应用已趋于成熟。而在地质构造复杂的难采煤层采煤方法和技术目前仍有较大的发展空间。在综采工艺的运用中，通过对全生产工序的机械化作业实现，大大降低劳动幅度的同时，也提高着现代生产支线单产及安全性。相关工艺主要包括割煤，破煤与装煤是割煤中的两个主要工序。

2煤矿开采中掘进支护技术的应用

2.1掘进支护技术

支护技术在使用中，其性能是不断提高的，巷道支护技术能够提高地下煤矿开采的安全性，传统支护材料一般选用木材和钢材，现在逐渐发展成为锚杆支护。锚杆支护是中国20世纪50年代开始使用的，但是，当时锚杆支护技术还存在一定的局限性，此类技术在应用中处于被动状态，一般都是用水泥或机械的方式固定，采用钢丝绳的锚杆，锚杆硬度和强度当时还达不到标准，这些锚杆一般不能在地质比较复杂的地段使用，只能在简单的地质条件下使用。在锚杆支护技术不断发展的今天，中国借鉴了大量国外先进技术，锚杆强度越来越高，而且能够在较为复杂的地质条件下使用。在煤矿行业高速发展的今天，煤矿开采环境日益复杂，应该采用高预应力的锚杆和主动支护的方式。现在，在煤矿巷道的掘进中，一般都是采用锚杆支护的方式，能够防止巷道在掘进中产生位移现象，而且围岩也不会因为压力过大产生开裂，应用锚杆支护的方式，能够提高岩体凝聚力，提高岩体强度。提高锚杆支护强度，能够提高掘进水平，通过提高支护密度的方式完善锚杆的可靠性。

2.2煤矿掘进过程中的支护现状

随着我国煤矿开采工作的不断增加，原有的巷道布置方式都在岩石之中，严重影响开拓掘进效率和消耗运输能力。随着支护技术的发展，人们越来越多的应用煤巷道代替岩石巷道进行煤层的开采运输，虽然支护的难度增加了不少，但随之产生的经济效益却远远高于支护工作所需费用。煤矿掘进工作中最重要的莫过于支护工作，它是保证煤矿巷道安全的最重要手段。支护工作最主要的作用是限制被挖空的巷道周围岩石的由于压力变化产生的位移，提高巷道的承载能力、稳定岩层，从而保证施工人员与设备的安全。煤矿巷道的支护形式经历了木支护、混凝土结构支护、钢结构支护和锚杆支护等阶段。我们国家最初使用锚杆支护技术来处理煤矿巷道支护问题是在60多年，从那时起支护技术发展得越来越成熟，也逐渐研究出了各种开采环境下相应的支护技术。主要有单体锚杆支护、桁架锚杆支护、深井锚杆支护、软岩巷道锚杆支护等形式，他们在经过煤炭生产企业的运用之后在不同的煤层支护工作中發挥了巨大的作用，取得了令人满意的支护效果和经济利益。

2.3煤矿开采中掘进支护技术的应用

（1）直接破顶法。直接破顶法通常都是利用掘进机直接冲击断层的顶部，需要保留下来性能相对来说比较稳定的顶板围岩，然后利用锚网完成对它的支护工程。如果顶板岩石的硬度在5m以下，落差满足小于2m，这一类演说家相对来说比较脆弱，在开始采矿工程后经常发生碎裂的情况，这就导致掘进支护工作不能继续进行下去。除此之外，如果有很大的坡度存在于实际开采工作中，通常也使用直接坡顶法来进行支护。（2）后退卧底法。在具体的掘进过程中，如果有下移问题存在于巷道的断层中，为了安全能够得到保证，在进行支护的时候可以选择后退卧底法。如果巷道断层的落差不大于2.5m，断层依然保持坚固的状态，这时可以使用的支护方法有锚网的方式，巷道的稳定性在一定程度上得到了提高。一般情况下，在进行围岩支护工作的时候掘进机向后移动的路程大约为15m。（3）临时支护U钢法。在进行支护工作的时候，如果断层的落差非常大，岩石破碎活着垮塌的情况非常容易发生，这就在很大程度上威胁到了安全施工。对于这样的施工情况，最佳的支护方法是用U型钢架对断层做临时性的支护，在操作上要把U型钢架和锚杆支护进行有机结合，锚杆支护要保证具有适合的倾斜角度。此外，需要对围岩进行加固，用以保护临时支护具有足够的强度。（4）其它因素分析。要达到在复杂条件下使煤矿开采工作最大程度进行，截齿、综掘机等的选择也非常重要，只有处理好每一个细节问题运转机制才能处于高效、快速的状态。具体来说，在选择截齿的时候要把耐磨强度高的截齿放在优先位置，它的优点是相对其他来说速度比较快，同时对截齿产生的磨损程度也能够降到最低。

3结束语

总而言之，煤矿资源是中国各行各业发展中所需要使用的重要能源，具有很大的价值。因此，支护技术的研究具有重大的意义。随着煤矿开采业的发展，掘进技术也实现了新的发展，但是中国的支护技术还存在一定缺陷，这导致煤矿资源开采的效率不高，同时还存在一定的安全隐患，因此在煤矿采掘过程中，要根据实际情况对巷道掘进技术中存在的一些问题进行研究分析，制定相应的预防措施，从而保障煤矿的安全生产，并且提高煤矿开采效率，促进我国工业更好更快发展。

参考文献：

[1]曲彬，栾建伟，将冲冲.煤矿开采技术与掘进支护技术的探讨[J].山东工业技术.2018（07）.

（作者单位：山东华恒矿业有限公司）