煤矿开采技术与掘进支护技术的探讨

王晓光

摘要：现阶段采煤深度不断增加的背景下，工作面的巷道存在更加复杂的地质条件，因此煤矿采煤掘进工作也面临着巨大的考验。为了确保煤矿采煤掘进高效和安全开展，高强支护技术逐渐受到了人们的研究和使用，而煤矿采煤掘进中如何进行高强支护技术的应用，就是本文主要研究的内容。在煤矿采煤的掘进中，想要确保工作具有良好开展，工作面的巷道支护十分重要，必要的时候需要实施高强度的支护技术。

关键词：煤矿;开采技术;掘进支护技术;探讨

引言

煤炭是我国的基础性能源，是国民经济发展和进步的重要保障，随着以采煤机、刮板输送机、液压支架为代表的综采设备的不断投入使用，煤矿井下综采作业效率得到了空前的提升。为了适应自动化设备井下综采作业需求和高效转运需求，对井下巷道的尺寸和支护安全性、掘进效率均提出了更高的要求。

1煤矿开采施工和掘进支护施工特点分析

一般来说，煤矿开采通常需要在井下，所处的施工、作业环境较为复杂，并且随着开采的深度越来越深，矿井周边的地质结构遭到破坏的程度也越来越大，难免会对煤矿顶板围岩的稳定性造成严重破坏，不但会严重阻碍煤矿开采进度、效率，而且还会带来严重安全隐患。因此，在煤矿开采过程中，技术人员必须结合煤矿开采工程实际，全面深入地分析围岩及支护结构情况，进而制定针对性较强的支护措施，为煤矿开采的安全进行提供安全保障。煤矿井下各个生产过程中，围岩控制是尤为重要的环节。围岩控制措施主要有降低围岩应力、提高围岩固结稳定性和选择合理的支护方式，巷道支护效果直接关系到职工生命安全。回采工作面煤层开采作业引起巷道岩体应力重新分布，围岩受回采影响发生变形[2]，致使围岩应力按原压力的数倍增长，此时选取正确适宜的巷道支护技术是控制围岩压力、防范围岩失稳的主要手段。

2煤矿开采技术

2.1煤矿综采技术

在煤矿开采过程中，综采技术作为关键性技术，其最显著的特点就是安全性高、开采效率高，且机械设备能够完成人工开采无法完成的任务，大大简化了煤矿开采流程，不仅如此，机械设备也能够使煤矿开采事业朝着现代化的方向发展，减少人力资本的投入。但是在实际应用过程中，该技术也存在一定缺陷，由于地下环境复杂，受到地质、岩体等因素的影响，对机械设备要求较高，且机械设备的体重较大，在使用时会受到地下施工范围的影响，仅在顶板坚硬、煤矿层稳定的地质条件中应用效果良好;不仅如此，机械设備的使用成本高，虽然能有效节省人力成本，但设备采购、租赁、保养、维修等各方面都需要较大成本投入;除此之外，对开采人员综合素质要求高，在新设备不断涌现的背景下，开采人员需要熟练掌握不同设备的操作方式，充分发挥机械设备的价值所在。设备应用对开采环境的要求也比较高，在决定设备型号、参数之前，需要对煤炭资源层、地质结构等进行充分考察，规范安装各种机械化设备，避免开采过程中出现设备滑动的问题，提升开采工作的安全性;不管是设备安装还是回收都具有一定难度，对设备操作者要求较高。

2.2炮采技术

炮采工艺在应用过程中，工作人员必须对以下事项予以高度重视：一是在爆破落煤过程中，应尽可能的减少爆破时间，避免爆破持续时间过长而引发不必要的安全问题，这就要求技术人员适当增加炮眼数量，并严格控制爆破顺序，确保落煤后煤壁较为平整，以免对顶板与支柱造成破坏;二是加强“一炮三检”管理的落实，尤其是在超前支护与特种支护方面应预防“打筒”问题发生，对此应采用水泡泥、黏土炮泥对炮眼进行封实处理;三是为了有效降低施工强度，应适当加强机械技术的有效应用，提高整体工作效率，同时注意加强对操作人员的安全培训，确保其能够严格按照正确的作业规程和操作流程进行煤矿开采。

3煤矿掘进支护技术

3.1预留煤柱支护技术

预留煤柱主要发挥隔离带或承重墙作用，分为可回采和不可回采两种煤柱。在巷道支护形式上，预留煤柱支护属于传统的井下巷道支护;从施工技术方面讲，预留煤柱支护比其他支护技术的应用简单，同时有利于巷道通风、排水系统建设。

3.2锚杆支护技术

锚杆支护技术是在巷道支护中应用最为广泛的支护技术，其主要对巷道围岩进行支护，其中锚杆在巷道支护中发挥着联接、组合、加固等作用。首先，在联接支护方面，主要是针对围岩稳定性不足的问题，采用锚杆互相连接的方式，并尽量是锚杆深入岩层实现稳定支护。其次，在组合支护方面，采用锚杆、梁、拱等结构相结合的组合方式，主要针对较厚岩层的固定、支护，避免巷道坍塌、变形。最后，在加固支护方面，主要是借助锚杆群与规律化的设计，采用挤压式支护的方式将巷道围岩粘结形成一个整体，使巷道外部形成环形的承载支护结构。较之其他支护技术，锚杆支护更偏向于防御性支护，在实际应用过程中需对巷道岩层、断面等进行充分考虑，以及结合巷道、围岩实际进行锚杆支护设计。

3.3钢支撑

为了能够进一步提升岩土的刚性和强度，避免岩土受到外界压力所产生的形变问题，钢支撑在支护中起着关键作用。可以根据施工的实际情况来合理选择钢支撑的结构方式，包括格栅钢架结构和工字钢架结构。在实际应用的过程中，在巷道开挖完成后就可以计算出间距，第一时间安装钢支撑的结构，提升巷道稳定性。钢支撑和其他支护方式有所差异，其他方式是利用相应的材料来加固岩石的黏结力或者强度，来达到提升周围岩体强度的目的。而钢支撑是利用岩土体结构本身的刚度来提升其稳定性。地下环境中的岩土体本身就存在稳定性不强的特点，钢支撑能最大化发挥其自身的优势，提升隧道岩体的抗压性。不仅如此，钢支撑还可以和喷射混凝土、锚杆、钢筋网等方式混合使用，最大程度上避免出现坍塌的情况。

4煤矿开采技术与掘进支护技术的改善策略

4.1掘进机端部支护结构优化

在掘进机的端部由于断面尺寸相对较大，因此在掘进过程中容易出现冒顶事故，因此是快速掘进过程中巷道顶板支护的关键，结合巷道掘进工艺和支护安全性需求，提出了三次成巷快速支护方案。在掘进过程中首先对巷道中间大面进行一次成巷，然后进行巷道大面锚索网联合支护，在此支护时需要沿着巷道施工走向先形成“井”字型的支护结构。支护完成后再对左侧和右侧分别进行成巷，从而确保了在不影响巷道掘进效率和质量情况下优化支护结构，提高支护效率和支护稳定性。

4.2建立健全的支护监测制度

随着围岩应力的变化，井下巷道支护结构所承受的压力参数发生改变，技术人员必须随时掌握支护结构的承载力变化，以此来调整支护布局或改变支护方式，确保井下作业人员及设备的安全。生产过程中，需要对巷道支护系统进行实时监测，了解围岩应力的变化趋势，这样才可以跟踪巷道支护的实际状态，便于及时发现围岩变形隐患，及时调整支护方式，提升井下作业安全系数。

结束语

综采作业面作为煤矿生产作业中十分常见的一种回采方式，确保其应用的安全、持续、高效，对矿井生产综合效益的提升意义重大。但由于综采作业面一次回采煤层厚度较大，其顶板及煤壁稳定性控制一直是影响综采作业安全的关键要素。因此，矿井管理者必须高度重视相关问题，积极组织生产人员开展针对性的分析探究，总结行之有效的安全开采控制措施，这对矿井生产的持续高效开展意义重大。

参考文献

[1]陈高杰.煤矿开采技术与掘进支护技术的分析[J].石化技术，2020，27（07）：178+186.

[2]樊晓光.煤矿开采掘进中高强支护技术的运用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（03）：227-228.

[3]肖庆波.煤矿开采技术与掘进支护技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（24）：243-244.

[4]于跃.煤矿开采技术与掘进支护技术的探讨[J].内蒙古煤炭经济，2019（15）：40+42.

[5]史艳峰.煤矿开采技术与掘进支护技术研究[J].建材与装饰，2018（03）：246.

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