平顶山平煤股份二矿 河南平顶山 467000
摘要：近年来，我国的市场经济竞争越来越激烈，人们对于各项工程中的安全问题关注度居高不下，而在煤矿中，安全问题是一切生产的重要指标，也是煤矿企业发展的重要标准。因此，在煤矿开采过程中不断提高开采技术不仅可以有效的提升煤矿企业的经济效益，还可以大幅度增加采煤的数量和效率，促进煤矿企业的发展。本文主要对煤矿开采技术和掘进支护技术进行探讨。
关键词：煤矿；开采技术；掘进支护技术
1 引言
在煤矿的开采过程中，必须要严格的按照开采标准进行开采，应用最恰当的开采技术，不但要保证开采的效率还要确保开采过程中的人员安全。一般来说，煤矿的开采环境都比较特殊，甚至是非常狭小和阴暗潮湿的环境，这样的环境下开采无疑担负着巨大的安全隐患，因此，在对煤矿进行开采的过程中，必须首先要确保的是安全问题，尽量采用最安全的采矿技术和开采设备。
2 煤矿开采技术分类
2.1 崩落采矿技术
崩落采矿技术是通过某种方法使矿石崩落，然后利用围岩对空场进行填充，从而达到对地压进行控制和管理的目的，这种方法被广泛应用，大大提高了煤矿开采效率。现在，地下采矿有30%是采用这种方法，提高了煤矿开采的技术水平，但是与发达国家相比还是比较落后，仍然还有很长的距离，技术还是需要进一步发展。
2.2 顶板开采技术上的革新
传统的顶板固定技术，只是起到矿道固定的作用，虽然可以在矿井建设初期满足矿井需求，但随着矿井建设的深入，对顶板的固定也逐渐开始松动，给矿井下的施工带来了一定的威胁。为了增强矿井强度，保证随着矿井不断扩大深度，矿井内部能依然稳定地支撑，使采煤作业可以工作在一个稳定的环境中，可使用硬顶板采煤技术，硬顶板采煤技术是通过对矿井内顶部进行硬化、强化，以增强其抗压力度和承重力度，使矿井顶部可有效支撑整个矿井的开采过程，保证矿井内开采过程的安全性。对于矿井的顶煤开采来说，使用硬顶板开采技术，可便于顶煤开采所需各种设备的安装，大大提高了顶煤的开采效率，降低了顶煤开采过程中塌方事故发生的概率，为顶煤的综放开采打下了基础。
2.3 水力采煤技术
水力采煤技术是通过高压水流将煤炭层进行破碎，这门技术在长期实践中已较为成熟，得到了较好的使用效果。与传统采煤技术相比，水力采煤技术具有设备简单、操作简单、采煤成本低、故障发生率低等特点。且使用水力作为采煤的动力源，还能降低对生态环境的破坏，具有一定的环保性。水力采煤技术主要运用于采煤层结构不稳定的地区，可有效降低煤层中突进面对采煤造成的困扰。在采煤作业中，使用水力采煤设备进行作业，可降低因为瓦斯气体所引发的煤矿事故，在采煤作业时，为了将水量排出，井下回旋空间较大，侧面上保证了瓦斯气体的排放。水力采煤技术在设备架构上，只需要很少量的电器设备，且所使用的电器设备线路架构简单，具有规划方便的特点，这就降低了因为电器设备老化或破损引发的电器事故，也降低了因为电器损坏发生火花引发瓦斯等有毒气体爆炸事故的可能性。在水采作业时，通过高压水枪对煤层进行冲击，可极高地提高定点突破能力，而无需进行爆破，使用高压水流冲击的煤层，在煤块上体积较大，不容易产生细小的煤灰，这就为井下空间创造了良好的空气质量，使井下空气中含有少量的有毒气体。使用水采设备产生的浮煤较少，防止了过多煤灰堆积、氧化引发的安全事故。正由于水力采煤技术有着较好的优势，可改善井下的采煤环境，因此在采煤作业中得到了越来越广泛的使用。
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3 掘进支护技术及其应用分析
3.1 直接破顶法
直接破顶法是将断层顶部进行破除，主要是利用掘进机进行直接冲击的方式来进行，从而材质较为稳定的顶板围岩留下，再利用锚网索对其进行支护。在具体施工过程中，若是顶板岩石的落差在2m以内，那么在实际的应用过程中，自身的脆弱性会引起碎裂，这种情况下则不适用于支护工作。除此之外，在煤矿地下掘进过程中，坡度较大的情况极为常见，面对这种问题也可以运用直接破顶法来解决其支护问题。
3.2 退后卧底法
在煤矿掘进过程中，若是存在完整、坚固的断层上顶板，并且两者之间的落差距离在2.5m以内，则可以利用支护的方式来进行围岩。在实际的施工过程中，掘进机的操作应当先后退，再卧底的方式来进行施工，这样能够有效确保断层巷道的各类指标能够达到标准规定要求，从而满足煤矿掘进施工安全性的要求。
3.3 锚杆临时支护加U型钢架法
首先进行支护设计依据的分析，在进行支护设计的时候，需要对巷道断面形状以及稳定性进行考虑，同时也要对巷道的松动圈进行考虑。松动圈很容易受到采掘的压力而产生大小与形状方面的变化，在经过测试后发现，松动圈受到采动的影响会扩大2-3倍。因此，在进行采动之前，围岩的类型会发生很大的变化。因此，支护的设计也要考虑松动圈变化的范围来进行；其次是孔位的确定，要根据设计来对孔位进行确定，并做好标记。通常情况下，锚杆的孔间距最好是在100cm之内，同时锚杆孔的深度要大于杆体的有效长度，但是需要控制在30cm之内。同时，锚杆的端部需要推到孔底处，同时尾端部位外露的长度应该控制在20cm范围之内；最后是锚杆支护施工方面的安全规定。若是在特殊区域，其支护方式应当选取特殊的，同时支护范围需要延伸到巷道的正常段，大约是在5-10m之间。同时，若是支护在相对复杂的区域，需要对支护措施进行强化，包括全场锚固、加密锚杆以及锚索锚固等。
3.4 吊环式前探梁
前探梁是借助3m左右的钢制作，一般在支护工作中要运用5支，3支起到临时支护的作用，2支起到永久支护的作用，一般在巷道中线处设置，在巷道两侧设置确保前探梁在巷道掘进中的稳定性。每根前探梁在设置前，应该确定两个固定支点在前探梁的上方，在迎头的端面与前探梁之间应保持一定的距离，其距离不能过大也不能过小，一般控制在0.3m左右，借助专门的方木材料。为了能够实现强度平衡，在两个端面之间的支护距离应该控制合理，其距离不能过大，应该控制在0.3m内，在锚杆上预留出50mm的丝扣，防止吊环出现松动的问题。
3.5混凝土的永久支护
通常情况下，巷道中的支护可以采用混凝土支护和锚网喷护相结合的方法，提高围岩稳定性、支护效率和安全性，在混凝土喷射施工技术开始之前，应该布置施工设备，选择合适的施工距离，按照锚杆的型号进行科学设计，确定支护之间的距离。在进行煤矿掘进的过程中，应该安装好临时锚杆，固定好位置，然后在锚杆处喷射一层混凝土，按照设计规范，反复喷射混凝土，直到混凝土厚度达到要求。在顶板能够保持较好的稳定性的情况下，先喷一层混凝土，混凝土的厚度不能过大。在对支护结构使用之前，应该清理干净钢筋网的杂质，钢筋网在进行混凝土喷射之前，应做好厚度分析，在进行混凝土喷射的过程中，应调节喷射角度，从而确保喷射均匀，提高钢筋表面的密实度。
4 结束语
综上所述，我国正处于经济高速发展的关键时期，采煤技术逐渐成为衡量国家科技发展水平的重要标志，也成为国际竞争重点。我国煤矿资源丰富，但是要充分实现煤矿开采的效率，提高煤炭的产量以及利用效率，必须依靠相应的开采技术。选择合理的开采方式和支护方式，成为煤矿生存发展的重要工作。我们应在实际工作进行深入的探索分析和发现。
参考文献：
[1] 田丰.试析复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用[J].黑龙江科技信息，2016，33：10.
[2] 闫振东.大断面煤巷支护技术试验研究及新型锚杆机研发应用[D].中国矿业大学（北京），2010.
论文作者:李幸宇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：煤矿论文; 技术论文; 顶板论文; 矿井论文; 过程中论文; 巷道论文; 混凝土论文; 《基层建设》2017年第14期论文;