摘要：煤矿实际开采过程中，安全是最为重要的一个问题，也是目前迫切需要解决的一个重要课题。为了保证矿井的高产高效，在煤矿开采过程中一定要遵循有关行业标准。鉴于煤矿井下恶劣的生产条件，在施工过程中要使用专用的设备作业，避免安全事故的发生。但是，在实际生产过程中，事故是不可避免的。有关数据统计，顶板事故占有相当大的比例，而这类事故大多是支护不当引起的。为此，本文对掘进和支护方式进行了分析，以期为日后相关工作提供参考。
关键词：煤矿；开采技术；掘锚；支护技术
引 言
中国矿井大都采用综采技术，而采用综采技术所面临的主要问题是采掘接替紧张。如何解决这个问题一直是工程师们研究的重点。目前，提高掘进速度是缓解采掘接替紧张的重要手段之一。在掘进过程中，影响掘进速度的是煤矿的地质条件。在煤矿井下掘进所面对的地质条件具有很大的不确定性，所以，在掘进过程中要进行支护。掘进支护技术在施工过程中发挥着非常重要的作用。
1 开采掘进时支护技术的重要性
煤矿的开采是在巷道中完成的，巷道多布置在岩层中。开掘巷道时破坏了巷道周围的岩石应力，导致巷道周围的围岩应力重新分布。为了保证施工安全，需及时对巷道进行支护。
目前，在巷道掘进过程中，边掘边支护这种做法能在某种程度上提高掘进的效率，减少支护的工作量，及时、有效地控制巷道周围围岩的变形，大幅降低煤矿企业的掘进成本。但是，这种支护形式受环境的影响比较大，对机械设备也会造成较大的损耗。此外，有些巷道在掘进时主要采用的是机载液压锁的方式进行临时支护。这种方法可以有效解决掘进时需要支护的问题，进而保证掘进工作的顺利进行。
在复杂的地质条件下，应当联合使用各种支护方式，例如锚杆临时支护加U形钢架法、退后卧底法和直接破顶法等。在极其恶劣的地质条件下，要想保证煤矿掘进的顺利进行，不仅要考虑巷道的支护问题，还要考虑综掘机的特性，例如截齿的选择。在选择综掘机时，应该综合考虑各方面的影响因素，只有这样，掘进才能顺利、高效进行。另外，在实际工作中，要根据煤矿施工的具体情况选择相关设备，检查设备机身的构成是否紧凑，综掘机的面积，设备的运行情况，配件的质量等。
2 掘锚工艺的优缺点
掘锚机可以完成煤炭的破、落、运、支工作，因为掘锚机采用的是可伸缩式截割滚筒，人们可以远程操控，实现掘进的智能化，装煤工序完全是自动完成的。自从掘锚机出现以后，工程师们不断对其进行改进和优化，从最初的连采机和锚杆机发展成如今的掘锚一体化生产系统。掘锚机的出现大大提升了煤巷的掘进速度，解决了采掘接替紧张的问题，有助于煤矿管理[。
掘锚机的掘进速度同时受到多方面因素的制约。在掘锚生产的各个工序中，通过统计分析后发现，割煤和支护所占的时间比例分别为38%和51%。由此可以发现，整个循环主要是受到割煤效率和支护效率的影响。如果能缩短割煤的时间和支护的时间，那么，掘锚的整个循环时间必将缩短，这样就可以提高掘锚机的单进水平。另外，应对掘锚单进水平进行分析，改善其局限性。研究掘锚机的相关统计资料后发现，主要有以下因素影响掘锚机的效率，即工人的个人意识差，采掘布局不完善，非正常停机率过高导致设备利用率低，组织的协调程度比较差。
3 支护工艺及要求
a）打眼工艺。打眼前应对迎头进行检查，查看顶板支护情况，同时检查设备运转情况、迎头的安全及中线情况，不得空顶作业；施工顶板及两帮上部锚杆采用锚护一体机，施工两帮下部锚杆使用气动手持式帮锚杆风钻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆施工期间应注意顶板、两帮上部锚杆施工和下部锚杆施工顺序及间隔距离；b）锚杆安装工艺。锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过50mm，眼向误差不得大于5°。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配，严格按锚杆长度打眼，锚杆眼打好后，应将眼内的岩渣、积水清理干净。打眼应按由外向里、先顶后帮的顺序依次进行。顶锚杆的初锚力不低于280N•m，帮锚杆的初锚力不低于100N•m；c）锚杆、锚索施工要求。（d）锚杆施工要求。锚杆外露长度为自露出螺母外沿算起10mm～40mm，锚杆间排距误差不超过±100mm，眼深误差0mm～30mm；（e）锚索施工要求。施工时锚索时眼深为6m，锚固剂搅拌时间为30s，锚索承载能力在230kN以上，张拉预紧力为120kN，外露长度为自露出锁具外算起150mm～250mm。
4 煤矿开采过程应用锚杆支护技术
4.1 利用悬臂式掘进机对掘进巷道进行支护的方式
利用悬臂式掘进机对掘进巷道进行支护的方式在大型煤矿中被广泛使用。这种掘进巷道支护方式是将悬臂式的掘进机与锚杆钻机、输送机及相关的供电设备、通风设施等结合使用。这种新型的支护技术比传统支护方式更加高效，并有效提高了支护的安全性，是一种重要的现代煤矿的掘进巷道支护技术。
4.2 利用连采机结合锚杆钻车对掘进巷道进行支护的方式
利用连采机结合锚杆钻车对掘进巷道进行支护的方式，同时开展采煤与掘进作业，能对大断面进行落煤及传送作业，有效简化了开采作业的相关程序，且能实现在矩形断面进行短壁开采及双巷掘进作业。与该技术相配合的运送方式有连续式和间断式两种。连续运送所使用的主要设备包括连采机，锚杆钻车及相关的连续运送装置。间断运送所使用的主要设备包括连采机、锚杆钻车、破碎机及运煤车等运送系统设备。在掘进中主要通过双巷模式开展作业，锚杆钻车与连采机同步在2个巷道内分别进行锚固及掘进。当完成20m锚固及掘进后，锚杆钻车与连裁剪机需要互换巷道，并开始下一阶段的同步循环作业。该支护方式操作简单，效率较高，但需要保持锚杆钻车与连采机作业的同步性。
4.3 利用掘锚机对掘进巷道进行支护的方式
目前煤矿已将锚杆技术广泛应用于掘进巷道的支护工作中，同时将巷道掘进作业与该技术方式进行有机结合是煤矿行业技术的发展方向之一。锚杆钻车是以掘进机为基础发展而来，能有效提高掘进开采的速度。煤矿在应用锚杆支护技术时需要采取预应力的锚具，通过后张法进行相关的施工作业。现阶段应用范围比较广泛的锚具主要有机械锚具及摩阻锚具。机械锚具是利用机械对预应力的钢材进行加工，为锚碇工作创造基本条件，对其进行锚固，并产生锚旋作用。该技术能适用于多种工作环境，其吨位也比较大，便于穿索。摩阻锚具的工作原理是通过楔形锚具对钢材预应力实现挤紧，并产生锚旋作用。这种锚具的主要特点是便于连接，且应力损失比较少，能在灌浆前通过多次放松或张扣对预应力进行调节。利用掘锚机对掘进巷道进行支护的方式有效促进了掘进效率的提高。
结束语
总而言之，虽然锚杆支护技术的发展比较迅速，但仍存在很多缺点，不能完全适应中国煤矿行业的发展需要。因此，煤矿企业应积极投入资金和技术力量，加强对新技术的开发应用，不断完善锚杆支护的相关技术，同时严格规范掘进巷道支护的设计和施工，加强各项管理制度的落实，从而提高煤矿生产的安全性，促进生产效率的提高。
参考文献：
[1]牟景.隧洞掘进过程中不同围岩条件的一次支护措施[J].甘肃农业，2017（20）：52-53.
[2]张竹勤.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析[J].能源与节能，2017（10）：114-115.
[3]曹祺，刘旭.煤矿软岩巷道掘进支护技术研究[J].山东工业技术，2017（20）：75.
论文作者:潘海洲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：巷道论文; 锚杆论文; 煤矿论文; 锚机论文; 作业论文; 技术论文; 方式论文; 《基层建设》2018年第35期论文;