关于煤矿开采技术与掘进支护技术探讨

关于煤矿开采技术与掘进支护技术探讨

张国笔

云南鑫衢矿业有限公司，云南省 曲靖市655000

摘要：在实际的煤炭开采过程中，技术人员要把握开采技术应用的要点，在现场做好施工安全的管理工作，促进煤炭行业的长远发展。虽然我国煤炭资源非常丰富，但是具有不可再生性。复杂的水文和地质状况不但使采掘困难增加，而且较易形成安全事故。需要应用新技术和新设备，高效应用煤矿开采技术与掘进支护技术。本文分析了煤矿开采技术以及掘进支护技术的类别和应用要点。

关键词：煤矿开采技术；掘进支护技术

引言

煤炭是国家必不可少的重要能源，维护安全生产就要强化采矿安全建设工作，强化安全治理工作，同时积极引进先进技术，以降低事故发生率。当前的矿产资源需求依然强劲，同时对开采工程要求更高，强调向绿色化方向推进。

1煤矿掘进支护概述

目前，我国煤炭开采基本是地下作业，核心是挖掘巷道，以确保煤矿开采和输送的顺利完成。所以，地下开采和运输是生产的主要工艺。由于地下环境实质上是不确定的，风险较大，所以进行地下开采增加了开采后的不确定性。与地面施工相比，地下工程环境更加严峻，采矿人员所遇到的风险更多。即便事先对地下环境加以勘察，也无法完全避免危险的可能性。因此，在煤炭开采和运输等环节就可能出现大量塌方和人员伤亡，甚至导致更严重的损失。所以，在地下施工过程中，施工人员应当掌握巷道支护的关键技能并保证质量，以充分保证围岩结构与支护工作条件的稳定性，提升巷道支护工程质量，便于巷道施工的顺利开展，以保障施工人员的生命安全。

2煤矿开采技术

2.1深层井采矿技术

在煤矿开采技术中，深层井采矿技术主要是控制和减轻深井矿压对巷道的影响，避免出现冒顶、塌陷等安全事故。常见的方法如下：第一，运用液压支护技术，使用液压支架对井下巷道进行支护，这些支架能够适应高地应力、大倾角等情况，提供了更加可靠的支护。采取液压顶板控制的方式，调整支架的高度，保持巷道的稳定性，防止顶板失稳。第二，运用煤层注浆技术，对巷道围岩进行注浆，提高岩体的强度，防止因高地应力导致的岩层崩塌，对煤层进行注浆，增加煤体的牢固性，提高巷道稳定性。第三，钻孔爆破技术，也深层井采矿技术中的常用方法，实践中采用分段爆破技术，降低岩石的破碎度，减轻岩层对井下巷道的影响。值得一提的是，采取预裂爆破的方式，可以在巷道周围进行预裂爆破，减小岩石的开采阻力，提高煤矿的回采效率。深层井采矿技术可以在开采煤矿资源的过程中降低对地热资源的影响和危害，深层井采矿技术应用，在煤矿周边岩石的抗压力较低的区域内适用；在中低压较低的区域内，也可以利用深层井采矿技术进行生产；在地热资源能源较为丰富的区域仍然可以利用深层井采矿技术，对抗压进行有效的控制，提高能源的开发和利用效率。

2.2硬顶开采技术

在我国煤矿资源的开采和生产中，煤矿工程的施工利用硬顶开采技术，是一项常用的煤矿开采技术手段，硬顶开采技术可以分为以下两个类型，分别是硬顶煤开采技术和硬顶板开采技术，这二者之间有着明显的区别。硬顶煤开采技术是一种综合性的煤炭开采技术手段；硬顶板开采技术则是具有控制性效果的开采技术，在煤炭生产中进行控制性的生产和管理。硬顶煤开采技术的使用过程中体现出了一定的技术综合性，集中了多种采矿技术手段，开采生产中，采集的煤块较大，均匀性不足，因此在煤矿开采的生产中需要持谨慎态度使用该技术手段。硬顶板技术能够对埋藏深度和低压进行有效的控制，在倾斜的顶板处理技术支持和岩层定向水力压裂的作用下，硬顶板煤矿开采技术和布局垮落技术相互配合，协调使用，提高了顶煤的破碎速度、破碎效率，开采时间更加的灵活，顶煤的回收效率有所提高。

2.3机械化开采技术

机械化开采技术应用在煤炭企业的开采作业环节，适用于煤炭探测发现后煤层，使用机械设备展开洞采适用性较强，具体的实施方式是设置长臂作业面，在开采作业中保持长臂作业面的整体长度为2-3m。按照传统的做法，是采取退火作业的方式对煤层进行处理，顶部受到扰动，会出现碎裂的情况，向井外运输掉落的煤块，利用机械化开采技术时，要注意结合实际的情况以及煤层的特点，选择机械化洞采技术应用的方法。

3煤矿掘进支护技术探讨

3.1钢支撑支护技术

为了提升巷道岩石稳定性，防范开采受到振动或外部环境因素制约出现塌方和形变问题时，需要采用钢支撑支护技术。技术人员需要根据煤矿施工条件和环境因素科学选用钢支撑构造。格栅钢架和工字钢架是应用较多的两种形式。在选用钢支撑构造的过程中应精准计算间距，开挖巷道后实时对钢支撑构造进行安装，提升巷道稳定性和安全性。相比其他支护形式，钢支撑支护立足岩体构造提高稳固性，而其他一些支护形式往往通过结合黏结材料实现加固效果。然而，其本质目的是一致的，即提升岩土强度。钢支撑支护技术的应用能够降低材料应用率，大大节省支护成本，具备理想的支护效果。另外，钢支护还能够与钢筋网、锚杆和喷射混凝土等支护方式联合应用，从而更好地规避坍塌现象。

3.2锚杆支护技术

锚杆支护技术可以对巷道周围破碎的围岩进行控制，确保巷道稳定。锚杆支护技术应用树脂充当材料，凝固之后的树脂可以紧密连接围岩和锚杆，使锚杆和围岩变成一个整体。同时，锚杆可以向深部岩体直接转移巷道围岩应力，避免巷道周围应力太过集中。要注意的是不可单独以锚杆支护软岩巷道，应实施联合支护形式，这样才能确保实现理想的支护效果。联合支护技术的要点有：应用涵盖锚索、锚杆的支护网络有效支护巷道周围岩体，借助组合梁直接连接锚杆，有效控制围岩；变形后的软岩巷道中会有很多能量释放，所以，在二次支护巷道后需要实施柔性支护策略，确保锚杆体现长久支护效果。完成支护后应对锚杆支护强度进行精准监测，并根据动态监测法监控锚杆受力状态，如果存在异常，应实施补救，避免影响周围锚杆。

3.3喷浆支护技术

喷浆支护技术的应用主要适用于煤矿巷道稳定的情况下，煤层稳固，不会出现巷道变形的情况，巷道顶侧压力较小，均可以使用喷浆支护技术，喷浆支护技术利用压缩空气的功能，配置一定比例的水泥砂浆，向巷道顶部喷射形成支护结构。在顶侧压力较小和巷道稳定的前提条件下，还可以进一步利用锚杆支护技术，或是将锚杆和锚网的功能相结合进行支护，同样可以取得理想的支护效果，实现掘进支护技术的应用目标，确保开采生产的安全性。

3.4喷射混凝土技术

在煤炭开采中，对受到破坏的岩体部位进行掘进支护时，使用喷射混凝土技术，可以取得理想的技术应用效果，混凝土喷射技术的操作过程较为简单，作业人员可以在明确岩体或隧道中有碎裂位置的情况下，将混凝土材料喷射到合适的位置，增强巷道岩体的粘合度，使混凝土材料可以牢固地粘接在碎裂的位置。值得注意的是，生产作业的过程中，技术人员必须要做好防护措施，保证生产安全，在使用掘进支护技术进行生产作业，喷射混凝土技术可以取得理想的支护效果，达到预期的安全生产目标，对不稳定的巷道岩体结构进行重新处理，使其恢复稳固，降低安全事故问题的发生几率。

结束语

通过研究表明，煤矿业作为基础产业，对社会经济发展起到重要的支撑作用。虽然国家大力开发新能源，但是煤矿资源需求量持续提升，开采工程得到高度关注。在实际的煤炭开采过程中，技术人员要把握开采技术应用的要点，在现场做好施工安全的管理工作，促进煤炭行业的长远发展。

参考文献

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［2］王芳林．煤矿开采技术与掘进支护技术的分析［Ｊ］．山西化工，2021（5）：137-139．

［3］邵立彦，谢廷深．简析煤矿开采技术与掘进支护技术要点［Ｊ］．内蒙古煤炭经济，2021（5）：53-54．