我国煤巷机械化掘进机现状及锚杆支护技术

＊曾 奇

（山西焦煤西山煤电西曲矿 山西 030200）

现阶段，随着社会经济的发展，社会生产各个领域的生产规模不断拓展，在发展的过程中对能源的需求也在不断增加，因此需要煤炭企业积极改进和优化相关技术，以此来提高煤炭开采的效率和质量。本文主要分析我国煤巷机械化掘进的现状，在此基础上分析锚杆支护技术的具体运用。

1.煤矿掘进现状

在二十一世纪初，我国开始了对煤矿开采设计的改进和革新，其中最主要的表现为实现了传统岩石集中布局方式的改进和优化。在煤炭开采领域中，为了更好满足社会生产对煤炭资源的需求，煤矿企业积极进行改进和发展，以此来提高采矿的效率和质量。在这个过程中产生了三种掘进技术，分别是：单臂掘进机和其他钻机同时运行的掘进方法的综合掘进技术；与锚杆钻车设备一起工作的连续掘进机的掘进技术；掘进机与锚杆钻车设备结合的技术。这三种掘进技术的区别主要体现在提取煤的方法不同，而且在运用锚杆钻车设备的过程中不同设备之间的配套工作也不同。

(1)综合掘进技术

综合掘进技术是煤巷掘进中运用最为广泛的掘进技术，其主要优势在于运用范围较广，能够适应不同的掘进环境。综合技术的主要组成部分如图1所示。现阶段，为了有效提高煤巷掘进的效率和质量，开始对传统的煤巷掘进机器进行改进和更新，在此基础上产生了新的掘进机器，有效提高了煤巷掘进的有效性。

图1 综合掘进技术的主要组成部分

(2)大断面煤巷掘进技术

连续采掘机主要被运用于单面煤巷掘进技术中，连续采掘机是截面的截断设备，在实际运用的过程中能够集运输于一体，以此来提高煤巷掘进的效率和质量。这种掘进技术在发展和改进的过程中逐渐衍生出两种不同的运输方式：连续性运输方式和间断运输方式，通过运用不同的运输方式来更好满足煤巷掘进的需求。煤巷技术能够通过掘进机和机械底部钻头的交叉来更换位置，在此基础上完成持续性工作，而且在更换的过程中能保证两种设备安全稳定运行，从而有效避免因更换位置造成的故障和损失。但是，在进行位置更换的过程中也存在一定的问题，例如进行设备调动和运输往往需要较大的空间，但是设备更换所运用的时间较长，而且可运用于位置更换的空间不足，因此不能很好满足煤巷掘进的需求，在实际运用的过程中需要针对设备位置更换制定相应的方案，以此来提高位置更换的效率和质量。

(3)掘进机与锚杆钻车设备结合的技术

运用掘锚机组掘进技术能实现掘进机与锚杆钻车设备的结合，有效提高了设备运用的效率和质量。运用这一技术能同时实现采掘和支护工作，而且在开展巷道掘进的同时能实现支护，以此来保证掘进的效率。这一技术在运用的过程中对顶板的稳定性要求较高，主要由于掘锚机组掘进技术自身存在结构复杂、组装困难的特点，如果不能保证顶板的稳定性，在实际施工的过程中很容易发生震动，从而影响施工的安全性和稳定性。

2.锚杆支护技术现状

煤巷掘进中运用的锚杆支护技术在发展的过程中经历了从棚式支护到锚杆支护，而且经过具体实践发现锚杆支护在运用的过程中表现出较大的优势，运用锚杆支护能有效提高支护的效率和质量，而且运用锚杆支护能实现控制人财物成本的目的，能够保证煤巷掘进工作的安全性和稳定性。而我国运用锚杆支护技术也经历了从低强度、高强度再到高预应力和强力锚杆支护的阶段，在锚杆支护技术发展初期的主要特点在于支护强度较低，而且运用的支护理论和方式尚不完善，因此影响了锚杆支护技术运用的有效性。此外，在运用的过程中存在的另一问题在于配套的监测仪器存在缺点和不足，这影响了锚杆支护的质量，同时难以保证煤巷掘进工作的安全性和稳定性。为了更好解决锚杆支护技术在运用的过程中存在的问题，我国在进行技术改进和优化的过程中积极运用了国外先进的技术和经验，而且在运用的过程中结合了我国煤巷掘进的实际情况，在此基础上提高了支护技术的可行性和有效性，保证煤巷掘进工程顺利推进。

3.锚杆支护作用机理分析

之前的锚杆支护理论存在的主要问题为加固拱的局限性，下面主要分析在复杂巷道围岩条件下如何运用锚杆支护技术。

首先，运用锚杆支护的主要目的在于打开锚固区域的分层，从而保证围岩能够处于压缩状态，在此基础上实现围岩剪切和形变，以此来保证锚固区围岩的稳定性和完整性，同时能够有效提高锚固区围岩的强度。

其次，为了有效抑制锚固区外延层的分析，可以在锚固区形成高强度的二次支承结构，以此来实现改善围岩应力状态的目的。当巷道条件较为复杂的时候，可以运用高预应力支护组合体系，以此来保证煤巷掘进工程顺利推进。

4.煤巷机械化掘进与支护技术发展趋势

上述主要分析了现阶段煤巷掘进和支护技术在运用的过程中存在的主要问题，在此基础上对煤巷机械化掘进和支护技术发展趋势进行展望，明确煤巷机械化掘进的发展方向，同时积极进行技术改进和优化，以此来提高煤巷掘进的效率和质量。

首先，煤巷机械化掘进发展的主要趋势在于积极发展和推广开挖锚固联合装置，以此来更好满足煤矿生产和发展的需求。这一设备已经在英国和澳大利亚等国被积极运用，而且取得了良好的运用成效，因此国外的开挖锚机运用已经十分广泛。在我国要保证煤巷掘进的效率和质量，就需要积极运用锚固联合装置，现阶段我国针对锚固联合装置的研究工作也在顺利推进。

其次，在进行煤巷机械化掘进的过程中会积极运用到连续剪切机。连续式掘进机多巷掘进在国外已经取得了十分广泛的运用。我国煤矿在发展的过程中也开始积极运用掘进机来进行巷道掘进。连续性掘进机的优势在于掘进速度较快而且产量较高，而且能够很好满足煤巷掘进过程中对通风、运输等的需求。

最后，煤巷机械化掘进在发展的过程中会运用到锚杆支护技术。现阶段煤巷道锚杆支护技术在我国的运用范围不断拓展，从而有效提高了煤矿企业的经济效益。为了保证煤矿开采工作顺利推进，需要积极运用锚杆支护技术，以此来保证煤巷掘进的安全性和稳定性，保证煤矿开采工作顺利推进。

5.煤巷锚杆支护技术

(1)锚杆支护设计

在运用煤巷锚杆支护技术的过程中需要对其进行设计，在这个过程中需要结合煤巷掘进的具体情况，同时积极借鉴国外先进的生产技术和经验，在此基础上进行锚杆支护技术的改进和更新，经过研究和实践我国已经成功开发出了锚杆支护动态信息设计法。这一设计方法的主要内容如下：井下监测、围岩结构和锚固性能测试。在设计过程中运用到的煤巷锚杆支护设计软件为数据库系统、咨询系统、设计系统和绘图系统。此外还要积极对计算结果进行检验和修改，并进行多次实际试验，以此来提高支护设计的科学性和有效性，同时能大大减少设计过程中相关技术人员的劳动量，从而实现对劳动力资源的合理配置。

(2)锚杆支护材料

在对锚杆支护技术进行改进和优化的过程中要注重积极运用高强度的、稳定的锚杆支护材料，以此来保证锚杆支护技术运用的效率和质量。首先需要保证锚杆支护材料的强度，在这个过程中要充分认识到锚杆支护材料对巷道支护的影响。其次要注重运用树脂锚固剂。树脂锚固剂属于高分子材料，主要特点为黏结强度较大而且固化速度较快，使用具有很高的安全性和稳定性，因此可以被广泛运用于煤巷锚杆支护过程中。

(3)锚杆支护施工机具

锚杆支护施工过程中运用到的主要机具有风动式锚杆钻机、液压式锚杆钻机等等，施工机具的运用能有效提高锚杆支护的效率和质量。现阶段，我国煤矿在进行煤巷掘进的过程中运用最多的为单体锚杆钻机，按照不同的工作原理可以将钻机分为旋转式、冲击式等等。在运用锚杆支护技术的过程中需要积极开展锚杆支护监测工作，以此来保证煤巷掘进的安全性和稳定性，锚杆井下监测主要分为综合监测和日常监测，监测的主要对象为巷道表面位移情况和锚杆受力情况等等，为了更好满足锚杆支护的需求，需要积极进行监测仪器的改进和完善。

6.小结

本文主要分析我国现阶段煤巷机械化掘进现状，在这个过程中主要明确了煤巷机械化掘进中存在的主要问题，在此基础上提出了相应的优化策略，以此来提高煤巷掘进的效率和质量。在这个过程中需要积极运用锚杆支护技术，明确锚杆支护技术在煤巷机械化掘进中运用的关键和重点。