周遵勇

【摘要】煤礦開(kāi)采是我國(guó)經(jīng)濟(jì)獲得增長(zhǎng)的主要支柱性產(chǎn)業(yè)之一，所以煤礦開(kāi)采過(guò)程中的安全性問(wèn)題、開(kāi)采效率問(wèn)題以及環(huán)境污染這些問(wèn)題現(xiàn)已成為社會(huì)所關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。在煤礦開(kāi)采中，需要使用科學(xué)并且合理的開(kāi)采技術(shù)，然而在此過(guò)程中還需嚴(yán)格遵從開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)，在保證開(kāi)采過(guò)程人員安全的情況下，不斷提升開(kāi)采效率。另一方面，在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的煤礦經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)環(huán)境中，煤礦企業(yè)一定要增強(qiáng)安全技術(shù)管理，對(duì)安全采礦和支護(hù)技術(shù)加強(qiáng)應(yīng)用，結(jié)合這些情況，對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，可為提升煤礦開(kāi)采效率，做好支護(hù)工作提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】煤礦開(kāi)采;掘進(jìn)支護(hù);技術(shù)

引言：煤礦挖掘一直都是高危行業(yè)，也是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的行業(yè)之一，近些年在先進(jìn)技術(shù)不斷應(yīng)用的背景下，礦井開(kāi)采深度越來(lái)越深，標(biāo)志著我國(guó)煤礦開(kāi)釆事業(yè)取得標(biāo)志性發(fā)展的同時(shí)，也面臨著更多問(wèn)題。由于地下環(huán)境復(fù)雜，在巷道掘進(jìn)的過(guò)程中，會(huì)受到地質(zhì)、巖體等各種因素的影響，需要采礦人員采取合適的措施靈活應(yīng)對(duì)。高強(qiáng)支護(hù)是常用的方式之一，具有穩(wěn)定性強(qiáng)的作用，能夠提升施工的安全性，為采礦工人正常開(kāi)展工作提供必要保障。在高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，需要注意的就是巖體松動(dòng)問(wèn)題，會(huì)在墻體表面產(chǎn)生裂縫，一旦支護(hù)強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到理想化水平，就會(huì)撕裂煤礦巷道，帶來(lái)安全隱患。為了提升安全性，需要保證巷道的承重能力符合國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和施工要求，提升巷道支護(hù)方案的合理性。煤礦開(kāi)采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的使用能夠全方位提高煤礦采集工作的質(zhì)量和效率，對(duì)于開(kāi)采技術(shù)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的選用，應(yīng)結(jié)合煤礦開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)具體情況來(lái)進(jìn)行，由此提高開(kāi)采效率，減少開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)。

一、煤礦開(kāi)采技術(shù)

（一）綜采技術(shù)

在當(dāng)前煤礦開(kāi)采技術(shù)中，綜采工藝的使用相對(duì)較為常見(jiàn)。而綜采工藝需要結(jié)合大量機(jī)械化設(shè)備，以此來(lái)提高煤礦采集工作的質(zhì)量和效率。同時(shí)綜采工藝在當(dāng)前煤礦采集工作中也逐漸面向簡(jiǎn)約化方面進(jìn)一步發(fā)展和推廣，綜采工藝適用于在煤礦采集區(qū)域頂板相對(duì)較硬且煤層相對(duì)較為穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境中，結(jié)合此類(lèi)技術(shù)的使用具備較高的安全系數(shù)。同理，其相關(guān)技術(shù)的使用也具備較高的收益率。由于機(jī)械化設(shè)備的大量引用，使得體力勞動(dòng)的成本也相對(duì)較低，但是相關(guān)技術(shù)的使用還存在前期投入較高的狀況，需要大量的設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)的支撐。同時(shí)相關(guān)技術(shù)的使用也面臨著較高的風(fēng)險(xiǎn)，有較大的局限性，從而使得煤礦采集的質(zhì)量得不到相應(yīng)的保障。

結(jié)合綜采工藝的使用，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)全方位考量相關(guān)工作所面臨的地質(zhì)環(huán)境特征，例如，當(dāng)采集地域的煤層具備較大的傾斜角度時(shí)，施工方則需要結(jié)合支護(hù)技術(shù)來(lái)提高采集工作的安全性。其次，在實(shí)際的煤礦采集工作中，煤礦企業(yè)通常在短時(shí)間內(nèi)很難以結(jié)合相應(yīng)的機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行采集工作，同時(shí)由于在深層礦井的采集工作中，相關(guān)區(qū)域較為狹窄，使得相應(yīng)的大型設(shè)備無(wú)法開(kāi)展使用。因此，當(dāng)前結(jié)合綜采工藝的使用，煤礦企業(yè)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)時(shí)代前沿新技術(shù)進(jìn)行引用。盡可能實(shí)現(xiàn)相關(guān)機(jī)械設(shè)備小型化、信息化、智能化的工作運(yùn)營(yíng)形式。

（二）普采技術(shù)

普采技術(shù)正好與綜采技術(shù)相對(duì)，輔助使用一些簡(jiǎn)單的設(shè)備，但主要還是以人力開(kāi)采為主。該技術(shù)主要應(yīng)用于小規(guī)模的煤礦開(kāi)采工作中，與綜采技術(shù)相比較來(lái)說(shuō)，普采技術(shù)開(kāi)采效率會(huì)較低，但開(kāi)采投入也同樣非常小，能夠?yàn)橛嘘P(guān)單位節(jié)省較多成本，且開(kāi)釆出來(lái)的煤炭質(zhì)量高，針對(duì)礦區(qū)地質(zhì)的適應(yīng)力更強(qiáng)，適合應(yīng)用于很多礦區(qū)的煤炭資源的開(kāi)采。但該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中仍然有缺陷之處，人工開(kāi)采效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上機(jī)械設(shè)備的效率，且無(wú)法保證開(kāi)采人員的人身安全問(wèn)題，很容易造成煤礦開(kāi)采事故，為有關(guān)單位帶來(lái)負(fù)面影響。

（三）炮采技術(shù)

我國(guó)煤礦行業(yè)應(yīng)用十分廣泛的炮采技術(shù)主要運(yùn)用了爆破與人工結(jié)合的方法，爆破手段的應(yīng)用是后續(xù)人工開(kāi)展裝煤、運(yùn)煤和支護(hù)等采煤技術(shù)進(jìn)行的前提。煤礦炮采工藝的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先在進(jìn)行炮采技術(shù)之前，工作人員需要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樵摷夹g(shù)對(duì)工具和工作人員的技術(shù)要求比較低，因此能夠很好地適應(yīng)我國(guó)各種不同地質(zhì)領(lǐng)域的煤礦開(kāi)采工作。再者煤礦炮采技術(shù)還具有成本投入低、經(jīng)濟(jì)收益良好的優(yōu)勢(shì)，因此中小型的煤礦開(kāi)采企業(yè)都能夠在資金允許的情況下應(yīng)用該技術(shù)。炮采工藝雖實(shí)用，但同樣需要采用者結(jié)合現(xiàn)實(shí)中各方面的因素進(jìn)行綜合評(píng)估以實(shí)行。煤礦炮采工藝的缺點(diǎn)則體現(xiàn)在其安全系數(shù)不高且管理難度較高。因?yàn)槎ㄏ虮坪苋菀讓?dǎo)致煤礦開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的頂板出現(xiàn)坍塌，施工現(xiàn)場(chǎng)的安全系數(shù)大幅度降低。而且一般在進(jìn)行炸藥引線射爆過(guò)程中施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)比較混亂的局面，因此管理人員很難對(duì)工作人員進(jìn)行合理的安置、分配和調(diào)控。為了能夠提高煤礦炮采工藝的施工質(zhì)量，首先工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合煤礦開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的情況，按照比例盡可能增加炮眼的數(shù)量。因?yàn)樵黾优谘蹟?shù)量既能夠有效的縮短爆破花費(fèi)的時(shí)間，而且還能夠確保頂板和支柱不會(huì)受到爆破的影響。再者考慮到在裝煤過(guò)程中需要消耗巨大的勞動(dòng)力，因此施工單位可以利用機(jī)械設(shè)備高效率的完成裝煤工作，使現(xiàn)場(chǎng)工作人員的勞動(dòng)量能夠得到有效的減輕。然后管理人員一定要按照“一炮三檢”的要求，對(duì)裝炮工作進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和檢查。最后煤礦開(kāi)采企業(yè)還需要對(duì)炮采工作人員的專業(yè)技能進(jìn)行一定的培訓(xùn)，確保作業(yè)人員能夠按照工作要求高質(zhì)量完成炮采工藝技術(shù)。當(dāng)然，由于該工藝的重中之重為“炮”，作為該工藝中不可或缺的一部分，爆破不可避免，這在一定程度上也加大了從業(yè)人員的安全隱患。

（四）水采工藝

水采工藝，即為水力采煤工藝，如字面上而言，利用水的壓力作為作業(yè)的動(dòng)力進(jìn)行采煤。水力采煤主要是利用水槍射流破煤以此來(lái)達(dá)到采煤的目的，如同古時(shí)人們運(yùn)用的古代水力沖壓機(jī)一般巧妙運(yùn)用水的“能力”（壓強(qiáng)）進(jìn)行工作?？梢哉f(shuō)，水力采煤工藝中“水”的運(yùn)用如同炮采工藝中的“炮”的重要性一致。當(dāng)然，該工藝對(duì)于水資源的運(yùn)用程度相較于其他工藝而言較高，對(duì)于水資源的污染程度也將大大提高。但是，此種工藝對(duì)于我國(guó)開(kāi)采煤層條件較差的地區(qū)具有較為重要的實(shí)用性。其主要由高壓供水系統(tǒng)、煤水運(yùn)提系統(tǒng)及脫水系統(tǒng)三部分組成并進(jìn)行綜合性運(yùn)用。而其所需的勞動(dòng)力較輕及相對(duì)于其他工藝而言相較簡(jiǎn)易操作的特點(diǎn)也讓眾多的企業(yè)積極運(yùn)用。

二、掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

（一）掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)是巷道支護(hù)技術(shù)中一類(lèi)重要的技術(shù)類(lèi)型。結(jié)合煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，可以極大地提高煤礦采集工作的安全性和穩(wěn)定性，隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，巷道支護(hù)技術(shù)也取得了全方位的發(fā)展、突破，支護(hù)在煤礦開(kāi)采中起著保護(hù)的作用。支護(hù)在煤礦開(kāi)采中擔(dān)負(fù)著施工人員的安全及煤炭運(yùn)輸?shù)耐〞硢?wèn)題。在巷道支護(hù)形式中，通常包括摩擦支柱、液壓支柱、及U型鋼等。其支護(hù)力主要作用在周?chē)鷰r石表面。在錨桿支護(hù)中，人們通常以金屬件、聚合物件等制為桿體并進(jìn)行使用以限制周?chē)鷰r石巖體的活動(dòng)，并以此來(lái)穩(wěn)定及使其保持連續(xù)變形。其對(duì)應(yīng)的支護(hù)方式也會(huì)隨著具體的工作環(huán)境而發(fā)生相應(yīng)的改變。相關(guān)工作主要是實(shí)現(xiàn)為煤礦提供定向化的安全保障。并且相關(guān)技術(shù)還應(yīng)當(dāng)在不斷的使用過(guò)程中得到相應(yīng)的創(chuàng)新、創(chuàng)造，來(lái)提高相關(guān)技術(shù)使用的安全性和穩(wěn)定性。

（二）噴射混凝土

噴射混凝土技術(shù)能夠使煤礦開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)分裂的巖體得到良好的結(jié)合。技術(shù)人員只需要按照要求在巷道壁以及巖體分裂的部位噴射混凝土，就可以使組成巷道的巖體的粘合性得到有效提高，出現(xiàn)碎裂的巖土也可以在混凝土的作用下緊緊黏結(jié)在一起。為了有效確保煤礦開(kāi)采工人在進(jìn)行地下作業(yè)時(shí)的安全性，進(jìn)一步提高掘進(jìn)支護(hù)工作落實(shí)的質(zhì)量，噴射混凝土的手段是十分有效的。因?yàn)樵摷夹g(shù)不僅能夠提高巖石的穩(wěn)定性、安全性和有效排除煤礦開(kāi)采過(guò)程的安全隱患，而且還能夠有效提高地下煤礦環(huán)境中巷道的穩(wěn)定性。

（三）錨桿支護(hù)

工作人員通過(guò)靈活的放置錨桿的方法，可以使煤礦開(kāi)采施工現(xiàn)場(chǎng)的邊坡力學(xué)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)整。如果施工現(xiàn)場(chǎng)邊坡的巖土因?yàn)橥饨缱饔枚霈F(xiàn)形變，則很有可能會(huì)導(dǎo)致巷道的穩(wěn)定性明顯減弱，因此工作人員可以利用錨桿支護(hù)的方法，向巖土施加作用力以提高其強(qiáng)度。而且錨桿支護(hù)還適用于巖土松動(dòng)的情況，因?yàn)楹侠砜刂棋^桿的位置能夠有效提高松動(dòng)巖土的穩(wěn)固性。技術(shù)人員在應(yīng)用錨桿對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行支護(hù)處理之前，必須要對(duì)煤礦開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的巖石分布情況、巖土穩(wěn)定性等進(jìn)行嚴(yán)格的考察，然后再結(jié)合專業(yè)知識(shí)選擇最合適的錨桿支護(hù)方式，為后續(xù)煤礦開(kāi)采工作提供一個(gè)更加安全可靠的施工環(huán)境。

（四）鋼筋網(wǎng)支護(hù)

鋼筋網(wǎng)支護(hù)手段也在我國(guó)煤礦開(kāi)采工作中得到了廣泛的應(yīng)用。如果施工現(xiàn)場(chǎng)的土壤和地質(zhì)環(huán)境比較適合開(kāi)展煤礦開(kāi)采施工，那么掘進(jìn)工作的工作量和工作難度會(huì)降低。而如果工作人員需要在巖石比較脆弱、巖圍松動(dòng)的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行煤礦開(kāi)采作業(yè)，則塌方等安全事故發(fā)生的概率將會(huì)明顯提升。為了能夠有效降低尺寸較小的巖石掉落對(duì)開(kāi)采工作的影響，技術(shù)人員可以通過(guò)鋼筋網(wǎng)支護(hù)技術(shù)有效解決該問(wèn)題。工作人員可以通過(guò)提高掛網(wǎng)質(zhì)量的方法，在保證網(wǎng)密度的基礎(chǔ)上確保全段面都具有網(wǎng)絡(luò)分布。鋼筋網(wǎng)支護(hù)能夠有效的降低掉落巖石對(duì)施工人員安全的影響，而且也能夠有效降低巷道內(nèi)巖石出現(xiàn)坍塌的概率。

（五）鋼支撐

鋼支撐的作用是有效增加巖石的強(qiáng)度和剛性，即使巷道中的巖石受到了來(lái)自外界的壓力，也能夠在鋼支撐技術(shù)的輔助下有效避免形變問(wèn)題的出現(xiàn)。為了能夠充分發(fā)揮鋼支撐在提高施工現(xiàn)場(chǎng)安全性方面的作用，技術(shù)人員需要基于充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)的前提下，在格柵鋼結(jié)構(gòu)、工字鋼架結(jié)構(gòu)等等鋼支撐結(jié)構(gòu)方式中選擇最優(yōu)方案。當(dāng)工作人員已經(jīng)完成了巷道開(kāi)挖作業(yè)之后，需要及時(shí)計(jì)算鋼支撐結(jié)構(gòu)安裝的間距，完善鋼支撐技術(shù)應(yīng)用方案后第一時(shí)間落實(shí)，確保巷道的穩(wěn)定性符合煤礦開(kāi)采工程的要求。除鋼支撐以外的其他支護(hù)方式的原理一般是利用一定的材料增加巖石粘結(jié)力或強(qiáng)度，以此有效的提高地下開(kāi)采環(huán)境中巖體的強(qiáng)度。但是鋼支撐是基于巖土本身的結(jié)構(gòu)和剛度，通過(guò)最大化的發(fā)揮巖土自身的優(yōu)勢(shì)以提高其穩(wěn)定性。而且在開(kāi)展實(shí)際的掘進(jìn)支護(hù)工作時(shí)，技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況將鋼支撐與其他支護(hù)技術(shù)進(jìn)行混合使用，使得支護(hù)的效果能夠得到進(jìn)一步提高。

（六）支撐技術(shù)在掘進(jìn)中的應(yīng)用

我國(guó)煤礦開(kāi)采大多屬于井工開(kāi)采，且我國(guó)煤礦地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，支護(hù)技術(shù)難度系數(shù)較大，在掘進(jìn)支護(hù)過(guò)程中，要綜合考慮地質(zhì)環(huán)境，比如斷層、節(jié)理發(fā)育等，這些復(fù)雜的地質(zhì)條件環(huán)境都給巷道支護(hù)帶來(lái)一定的難度。對(duì)于巷道掘進(jìn)支護(hù)來(lái)說(shuō)，如果地質(zhì)環(huán)境較好，支護(hù)工程整體較為簡(jiǎn)單，支護(hù)工程量也會(huì)大幅度減少。而對(duì)于那些地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜掘進(jìn)環(huán)境，在進(jìn)行煤礦掘進(jìn)支護(hù)時(shí)，需要綜合考慮地質(zhì)環(huán)境，選擇合適的支護(hù)方式。然而礦山地質(zhì)環(huán)境作為一個(gè)不可控因素，會(huì)隨著掘進(jìn)巷道的深入而不斷變化，這也給煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)帶來(lái)挑戰(zhàn)。因此，煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)選擇時(shí)，要綜合考慮煤礦實(shí)際情況和礦山地質(zhì)環(huán)境。如果對(duì)應(yīng)煤層具備相對(duì)較為穩(wěn)定且強(qiáng)度較高，并且頂部沒(méi)有壓力的地質(zhì)環(huán)境時(shí)，其巷道產(chǎn)生變形的概率就相對(duì)較低，并且其形變量也不會(huì)過(guò)大，此時(shí)施工方可以結(jié)合噴漿支護(hù)等相關(guān)作業(yè)形式。其次，如果對(duì)應(yīng)的巷道煤層內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，頂板具備較小的壓力是可以選擇相應(yīng)的錨桿支護(hù)技術(shù)。如果當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的施工環(huán)境不具備優(yōu)異的穩(wěn)定性，并且其巷道頂板具備較大的壓力時(shí)，需要結(jié)合定向化的支護(hù)工藝來(lái)對(duì)其進(jìn)行管控，例如結(jié)合金屬管以及相關(guān)強(qiáng)度較大的支撐材料。

其次，在對(duì)應(yīng)的開(kāi)挖支護(hù)工作中，針對(duì)不同的挖掘施工環(huán)境狀況以及不同的工作內(nèi)容，施工方需要合理的選擇適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)材料。在對(duì)相關(guān)支護(hù)工藝進(jìn)行結(jié)合使用的過(guò)程中，還需要全面平衡施工安全與施工效率之間存在的矛盾關(guān)系。因此在該過(guò)程中，施工方要實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)設(shè)備定向化的選取，在對(duì)設(shè)備型號(hào)進(jìn)行選取的過(guò)程中，還需要與經(jīng)銷(xiāo)商共同地實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工狀況的定向勘察，并且根據(jù)相關(guān)設(shè)備實(shí)際的操作需求，對(duì)操作人員落實(shí)定向化的技能培訓(xùn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，煤礦產(chǎn)業(yè)屬于我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中非常重要的能源基礎(chǔ)，在實(shí)施煤礦開(kāi)采工作時(shí)，一定要結(jié)合煤礦礦區(qū)具體情況，來(lái)合理科學(xué)地選擇和應(yīng)用開(kāi)采技術(shù)，以提高開(kāi)采效率。除此之外，也需重視煤礦開(kāi)采中的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的合理選擇與應(yīng)用，由此提高煤礦開(kāi)采安全性，保證開(kāi)采工作人員人身安全。并且還需將開(kāi)采與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)有效地融合在一起，以提高煤礦開(kāi)采效率及安全性，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，并同時(shí)提高煤礦企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

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