煤矿开采技术与掘进支护技术的探讨

冯光清

（山西西山煤电股份有限公司马兰矿， 山西 古交 030205）

引言

煤矿挖掘一直都是高危行业，也是国家重点关注的行业之一，近些年在先进技术不断应用的背景下，矿井开采深度越来越深，标志着我国煤矿开采事业取得标志性发展的同时，也面临着更多问题。由于地下环境复杂，在巷道挖掘的过程中，会受到地质、岩体等各种因素的影响，需要采矿人员采取合适的措施灵活应对。高强支护是常用的方式之一，具有稳定性强的作用，能够提升施工的安全性，为采矿工人正常开展工作提供必要保障。在高强支护技术应用的过程中，需要注意的就是岩体松动问题，会在墙体表面产生裂缝，一旦支护强度无法达到理想化水平，就会撕裂煤矿巷道，带来安全隐患。为了提升安全性，需要保证巷道的承重能力符合国家规定的标准和施工要求，提升巷道支护方案的合理性[1-2]。

1 煤矿开采技术

1.1 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，机械设备的使用成本高，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[3-5]。

1.2 煤矿普采技术

普采技术和人工开采有较大的相似之处，以人工为主，小型设备作为辅助，该技术主要应用于小规模的煤矿开采工作中，且不用考虑矿区地质是否坚硬的问题，其开采流程更为细致规范，无需较大的成本投入，能够为有关单位节省较多成本，且开采出来的煤炭质量高。但该技术在应用过程中仍然有缺陷之处，人工开采效率远远比不上机械设备的效率，且无法保证开采人员的人身安全问题，很容易造成煤矿开采事故，为有关单位带来负面影响。

1.3 煤矿炮采技术

除了普采技术以外，炮采技术的应用也较为普遍，顾名思义，就是利用爆破的方式打开矿井巷道，该方式主要包括三个流程：爆破、装矸和运矸。首先在机械设备的辅助下进行精准爆破和钻孔，在锚喷支护作用下，开拓煤矿巷道。该开采技术具有极强的灵活性，应用范围广泛，对地质要求不高。但是和前几种方式一样，该技术和依然存在缺陷，例如一旦没有精确控制炸药比例和数量，就很容易造成人员伤亡，影响煤矿开采效率；且在炮采技术应用之前，需要做大量的准备工作，例如实地考察、钻孔等，如果炮眼数量和设计时的标准不统一，就会影响煤矿开采工作的效率和质量。

2 煤矿掘进支护技术

2.1 喷射混凝土

想要把分裂的岩体良好结合，喷射混凝土技术是不错的选择。该技术主要是往隧道壁和岩体的位置喷射混凝土，以提高煤矿巷道中围岩的粘合性，使碎岩土黏结在一起，避免掉落。根据煤矿开采和支护工作的具体要求，喷射混凝土能大大提升岩石的安全性和稳定性，清除了施工过程中的安全隐患。除此之外，把混凝土和地下煤矿环境中的岩石融合起来，能降低事故发生的概率，提升巷道的稳定性。

2.2 锚杆支护

运用锚杆支护主要是通过放置锚杆来不断调整边坡的力学状态，对锚杆的位置进行实时控制。避免岩土发生形变降低隧道的稳定性，利用锚杆向岩土施加反方向的作用力，提升岩土的强度。如果周围的岩土比较松动，锚杆支护能起到加固效果，保证岩石的稳定性。在现场施工的过程当中，需要对周围的环境进行严格考察，确定周围岩石的分布情况，根据不同的环境来选择不同的支护方式，有针对性地进行支护处理，提升工程效率和质量，为后续施工打下基础。

2.3 钢筋网支护

除了喷射混凝土和锚杆支护外，钢筋网支护也是较为常见且十分重要的支护方式。不同的现场环境也会导致地质条件不同，有的施工现场土壤、地质环境良好，便于施工；有的施工现场岩石比较脆弱，围岩之间较为松动，容易出现塌方的情况。在岩石尺寸小、容易掉落的煤矿中，钢筋网支护技术的应用非常普遍，也能起到良好效果。要实现全断面的网络布设，在保证挂网密度的同时，提升挂网质量。钢筋网支护的主要目的在于拦截掉落的岩石，避免岩石掉落，给施工人员人身安全带来安全隐患，能最大程度上提升安全性，也能确保巷道中岩石不会出现异常崩塌的情况。

2.4 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。

3 结语

煤矿事业是我国经济发展的重要支柱力量，需要在实践过程中不断应用新技术、新设备，在提升煤矿开采效率的同时，要做好掘进中的支护工作及做好防护措施，为工作人员创造良好的工作环境，保障工作人员的人身安全。