煤矿开采技术与掘进支护技术分析

煤矿开采技术与掘进支护技术分析

1刘鹏 2胡陈

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摘要：

煤矿开采技术与掘进支护技术一直是煤矿工程领域关注的重点，煤矿开采技术的发展影响着煤炭资源的有效开采和利用，而掘进支护技术则直接关系到矿井工作面的安全与稳定。随着煤矿开采深度的增加和矿体复杂性的提高，传统的开采方法已经无法满足安全、高效、节能的要求，因此现代化的开采技术不断涌现。与此同时，掘进支护技术也在不断创新，逐渐发展为多种结构形式的综合支护系统，能够应对地质条件的多样性和复杂性。本文将就煤矿开采技术与掘进支护技术进行深入分析，探讨其在煤矿生产中的应用，从而实现在煤矿工程中的高效化、安全化开采作业。

关键词：煤矿；开采技术；掘进支护技术

引言：

煤矿开采技术涵盖了从矿井设计到矿床开采的整个过程，其有效性直接影响到矿井生产的效率和安全性，合理的开采技术能够最大限度地提高煤矿资源的开采率，降低生产成本，同时减少对环境的影响。而掘进支护技术则是在煤矿地下工作面进行掘进作业时至关重要的一环，它包括了支护结构的设计和安装，以此来保证工作面的稳定和安全。在地下开采过程中，地质条件常常复杂多变，掘进支护技术的运用能够有效地防止岩体的崩塌和地质灾害的发生，保障工作人员的生命安全和矿井设备的完整性，同时保证生产的持续进行。

一、煤矿开采技术的应用分析

（一）智能化开采技术

煤矿开采技术中的智能化开采技术是指利用先进的信息技术和自动化控制技术，对煤矿开采过程进行智能化管理和控制的技术手段。在技术工艺上，智能化开采技术在勘探阶段通过先进的地质勘探技术，如地震勘探、三维地质建模等，能够更精确地确定矿层赋存情况和矿体分布，为后续的开采提供可靠的地质信息基础。在开采阶段，智能化开采技术通过应用先进的采矿设备和技术，如智能化采煤机、智能化输送设备等，实现对煤矿开采过程的自动化和智能化控制。智能化采煤机能够根据矿体特征和地质条件自动调整工作参数，实现高效、安全的采煤作业；智能化输送设备则能够实现对煤矿产煤过程的自动监测和控制，确保矿石的安全运输。并且智能化开采技术还涉及到矿井通风系统的智能化管理和控制，通过利用先进的传感器技术和数据采集系统，实时监测矿井内的气体浓度、温度、湿度等参数，及时发现异常情况并进行智能化控制，保障矿工的安全生产。

以某煤矿智能化开采作业为例，在该煤矿，采用了先进的自动化控制系统，包括智能化的采掘设备和传输设备。煤矿使用了自动掘进机和自动输送带系统，这些设备能够通过预先设定的程序进行自主作业，自动掘进机利用激光测距技术和智能控制算法，根据地质条件自动调整钻进速度和方向，从而提高了采掘效率，自动输送带系统则能够根据生产需求自动调整输送速度和方向，实现了无人化的煤矿输送过程。并且矿井内安装了各类传感器，包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器等，用于实时监测矿井内的环境参数，及时发现异常情况并采取措施保障工人安全。同时，设备状态监测系统通过安装在设备上的振动传感器、温度传感器等，实时监测设备运行状态，及时预警设备故障，减少停机时间，提高生产效率。

（二）综合机械化采煤技术

在煤矿开采中，综合机械化采煤技术是一种高度机械化、现代化的采煤方法，综采技术采用多种机械设备协同作业，通过自动化控制系统实现整个采煤过程的自动化操作，从而提高了采煤效率和安全性。综采技术注重对煤矿工作面的布局和设计，合理配置各种设备，最大限度地利用设备的效能，减少了人工操作，降低了劳动强度。综合机械化采煤技术还采用了先进的煤层探测技术和采煤参数实时监测技术，能够及时获取煤层信息和采煤参数，调整采煤设备的工作状态，保证了采煤过程的稳定性和高效性[1]。

举例来说，某煤矿采用了连续矿山开采技术，主要包括连续采煤机、链输送机等设备，连续采煤机是核心设备，其工作原理是利用锯齿轮和链条将煤矿连续切割下来，然后通过链输送机将煤矿送出井口，这种技术能够连续、高效地进行采煤作业，提高了采煤效率。在煤矿开采中首先进行地质勘探，确定矿体位置和煤层厚度，根据勘探结果进行工程设计，确定采煤机和输送设备的布置方案，安装连续采煤机和链输送机等设备，并进行调试和检验确保设备正常运行。采煤机沿着煤层方向连续切割煤矿，同时链输送机将切割下来的煤矿运输至井口，采煤过程中，根据矿井地质情况和采煤机性能调整采煤速度和工作参数。在采煤过程中，利用安全监测系统对矿井环境和设备状态进行实时监测，及时发现并处理安全隐患。并在采煤完成后，对采空区进行煤矸回填，减少地表塌陷和环境污染。

二、煤矿掘进支护技术的应用分析

（一）喷射混凝土支护技术

喷射混凝土支护技术作为煤矿掘进支护的重要方法，技术工艺通常包括准备混凝土、清洁巷道表面、喷射混凝土和养护等步骤。在准备混凝土阶段，根据工作条件和要求，选择合适配比的混凝土材料，并确保搅拌均匀，之后应用高压水枪或其他清洁设备清理巷道表面的杂物、尘土和松动岩石，使混凝土与巷道表面的粘结牢固。在支护施工中通过喷射设备将预先准备好的混凝土均匀地喷射到巷道表面，形成一层均匀、致密的混凝土支护层，在喷射过程中，需要控制喷射压力、喷射速度和喷射距离等参数，确保混凝土的均匀性和稠度

[2]。最后对喷射完成的混凝土支护层进行养护，通常采用湿养护或喷水养护等方式，保持混凝土的水化反应，提升支护层的强度和稳定性，这样可以有效地加固煤矿巷道和工作面，提高矿井的安全性和稳定性。

（二）液压支架技术

煤矿掘进支护技术中的液压支架技术是一项关键的工程技术，能够跟随掘进机做到开采与支护同步进行。在液压支架技术的应用中，工作人员需要根据煤层情况和工作面要求，在巷道内部逐步安装液压支架，确保支架的布置合理和稳固，并连接液压系统，将液压支架与控制中心连接，确保支架能够受到液压系统的控制和调节。为了保证支架的稳固性，通过液压系统调节支架的高度和倾斜角度，使其适应煤层的倾向和工作面的需要，在调整完成后对液压支架进行稳定性和安全性的检查，确保支架能够承受工作面的压力和岩层的变化。针对不同的掘进条件和支护需求，液压支架技术还需要配备相应的控制系统和安全保护装置，以实现支架的自动控制和安全运行。

（三）锚索网支护技术

在煤矿掘进支护中，锚索网支护技术可以有效地提高煤矿掘进工作面的安全性和稳定性，减少地质灾害的发生。在锚索网支护技术的应用中首先需要进行锚杆布设，工作人员根据煤层的地质条件和工作面的要求，在巷道或工作面上预先布设好金属锚杆，确定锚杆的布置位置和间距，增强岩体的稳定性，通过专用设备将网格结构安装在巷道或工作面上，确保网格的布置均匀和紧密，使其形成支护网格。在布设完成后使用张拉设备对锚索进行张拉，使其紧密贴合岩体表面，增加支护的牢固度和稳定性。在张拉完成后，对锚索进行固定，通常采用锚具或膨胀栓等固定设备，确保锚索的稳定性和牢固性[3]。

总结：

煤矿开采技术与掘进支护技术在煤矿安全与生产效率方面具有至关重要的作用，煤矿开采技术直接影响着煤矿的开采效率和资源利用率，高效的开采技术可以提高煤矿的产量，降低生产成本，采用科学合理的开采技术可以减少煤与岩石之间的相互作用。而掘进支护技术则是煤矿开采过程中的重要环节，能够有效稳定煤层，降低矿井的塌陷和顶板事故的发生概率，是保证矿井稳定和安全生产的关键措施。因此，煤矿开采技术与掘进支护技术的不断创新与提升对于煤矿行业的可持续发展和安全生产具有重要意义。

参考文献：

[1]马洪亮.复杂地质条件下煤矿开采掘进支护技术探析[J].矿业装备,2023,(12):13-15.

[2]曹珂,邓旭斌,李政伟.煤矿开采技术与掘进支护技术分析[J].内蒙古煤炭经济,2023,(21):29-31.

[3]王丽红.煤矿开采技术与掘进支护技术探讨[J].能源与节能,2023,(08):136-138.