煤礦開采技術與掘錨支護技術研究

前言：本站為你精心整理了煤礦開采技術與掘錨支護技術研究范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要:煤炭行業是我國國民經濟的支柱型產業之一，煤炭是各領域發展的重要能源支持。在煤炭開采工作中，合理應用先進科學的開采技術，按照相關標準和規范開采煤炭資源，才能有效提升煤礦開采效率。本文就煤礦開采技術與掘錨支護技術的要點進行了分析與探討，希望可以為我國煤礦開采技術與掘錨支護技術的創新發展提供積極的建議。

關鍵詞:煤礦開采;施工技術;掘錨支護技術;應用對策

煤炭作為我國社會經濟發展的重要資源，具有污染性較強的特點。人們生態環境保護意識與日俱增，相關部門也逐步加大了對其他能源應用的研究力度。但在社會經濟發展的過程中，煤炭資源仍然是生產、生活無法被完全替代的重要資源，為有效降低煤炭資源開采利用對生態環境造成的破壞和污染，最大限度地滿足各領域的生產需求，煤礦必須采取有效措施，加大煤炭開采技術的研究應用力度，充分發揮先進開采技術的優勢，減少煤礦開采安全事故的發生率，提高煤炭資源開采量，為社會經濟的發展提供充足的煤炭資源。

1我國煤礦開采技術理論及現狀

1．1技術理論

1．1．1懸吊理論懸吊技術可以保證巷道頂部結構巖層的強度，充分發揮錨索桿的特點，實現提升巷道巖層強度的目的。此外，施工人員在進行懸吊施工時，必須根據現場實際情況，設置科學合理的錨支護施工方案，確保錨索施工時頂層巖層的穩定性與牢固性，為后續煤炭開采作業的安全順利進行打下堅實基礎。

1．1．2組合梁理論施工人員在開采作業面加裝錨索時，應用的頂部支護組合梁技術實際是將錨索與錨桿結合在一起，達到提高頂部巖層支護的效果。該支護施工技術的有效應用，能夠利用巖層之間形成的相互作用力提升巖層穩定性。

1．1．3減跨理論減跨理論是在巷道頂板支護施工開始后，施工人員通過安裝支護裝置的方式提高巷道巖層的穩定性，嚴格按照錨桿支護施工的要求，確定頂板結構的比例，然后將其合理地劃分為若干個小跨，提高支護的穩定性，避免出現巖層脫離等問題。

1．1．4最大水平應力理論在煤礦開采過程中，巖層的應力分布存在一定的規律，巖層內部剪切力通常會集中在巖層兩側。所以，巷道巖層難免在內部復雜應力影響下出現巖層離層、錯位等問題，加大煤礦開采安全事故的發生率。針對這一問題，技術人員應借助錨桿與錨索加固巖層結構，徹底消除巖層結構變化問題，提高巖層結構穩定性，為煤礦開采的安全順利進行奠定良好基礎。該技術在實際應用過程中，要將錨索與錨桿合理組合，提升巖層的整體抗剪力強度，使架構強度可以滿足要求，達到增強巖層結構整體穩定性的目的。為有效提升掘錨支護技術的應用效果，技術人員在開展煤礦巷道巖層支護施工時，必須明確煤礦巷道巖層的厚度與結構特性，設計科學合理的支護施工方案，然后在煤礦開采過程中對巖層進行動態監測，結合巖層厚度、應力條件變化特點及時調整和優化支護施工方案，提高支護施工的效果，避免因支護裝置安裝不合理或巖層結構出現破損等問題，影響煤礦開采的安全進行［1］。

1．2現狀我國作為一個煤炭資源豐富的國家，大多數地區擁有相對集中、儲量較高的煤炭資源，為國民經濟的快速穩定發展提供了強有力的支持，但很多地區在煤礦開采中存在的安全問題較嚴重。部分煤礦過度追求高額利潤，不計后果地開采煤炭資源，同時煤礦開采技術水平參差不齊，不僅增加了煤礦開采安全事故的發生率，還造成了大量的煤炭資源浪費，對生態環境造成了嚴重的破壞和影響，對社會經濟的長期可持續發展產生了極大影響。比如，部分煤礦在開采過程中采用傳統炮采技術、木支架支護頂板技術，雖然具有操作簡便、裝備復雜程度低、適用于大多數煤礦巷道巖層支護的特點，但是煤礦開采是一項勞動量較大的工作，煤礦如果采用此類開采技術，必須派出大量作業人員才能保證煤礦開采任務的順利完成，而煤礦礦井巷道通風環境較差，如果礦井出現坍塌或者瓦斯爆炸等危險事件，會造成嚴重的事故和人員傷亡。另外，很多煤礦礦井會在開采過程中使用傳統木支架支護形式，普遍存在耐腐蝕性較差、強度不足的情況，長期使用很容易因為發生結構變形問題，引發煤礦開采安全事故。所以，為保證煤礦開采能夠安全順利進行，降低煤礦開采安全事故的發生率，煤礦應在開采過程中加大對煤礦開采作業資金的投入力度，通過投入先進的技術和設備，提高煤礦開采的安全性，營造良好的作業環境，保證作業人員的生命財產安全。

2煤礦開采掘錨支護技術方案

2．1支護設計原則在錨支護裝置布置和調整的過程中應重視頂板彎曲應力，在頂板彎曲應力極限前提下采取有效的控制措施，避免因巷道巖體出現結構分離的情況而引發安全事故。施工人員在布置和調整掘錨支護裝置時，應充分重視巷道跨度、頂板質量等數值計算的準確性，考慮其對支護方案實施效果產生的影響，采取有效措施提高頂板剛度與強度，保證掘錨支護裝置布置的質量和煤礦開采的安全性。在進行錨支護裝置布置時，應充分重視巷道內部各位置的實際情況。巷道周邊巖層內部應力集中在兩側，容易導致巖層結構不穩定。技術人員應在布設底部掘錨支護裝置時，獲取目標區域巖層的應力數據，并結合礦井巷道中巖層的相關數據，針對性地制訂解決方案，達到有效提升煤礦巷道掘錨支護效果的目的［2］。

2．2煤礦開采技術要點

2．2．1炮掘技術炮掘技術指利用爆破技術，在進行掘進開采工作的同時，采用人工噴錨技術保證巷道結構的穩定性，保證煤礦開采過程中開采掘進的安全性。炮掘技術在實際應用過程中操作較為簡單，技術應用方便，因而被廣泛地應用于煤礦開采作業中。煤礦開采人員在應用該技術開采煤炭資源時，應根據礦井巷道作業面的實際情況，利用鑿巖機進行鉆眼，將耙裝機裝矸，保證采掘的安全性與順利性。炮掘技術作為一項操作簡單、適應性較強的煤礦開采掘進技術，被廣泛應用于煤炭資源開采作業中，但是該技術同樣存在管理難度大、事故率高的問題。因此，在煤礦發展過程中，應積極利用先進的開采技術，保障開采的效率和安全，根據煤礦巷道開采作業的實際情況和要求，適當增加炮眼數量，減少爆破時間，提高煤礦巷道掘錨支護的穩定性，確保煤炭資源開采作業能夠安全有序地進行。

2．2．2綜采技術綜采技術作為煤礦開采作業中廣泛應用的開采技術之一，在煤炭資源開采過程中借助不同類型的機械設備，有效保障煤礦開采作業的自動化水平，順利完成開采作業并保證開采的安全性?？茖W技術的迅速發展及先進技術和設備的廣泛應用，不僅加快了綜采工藝創新發展的速度，而且簡化了綜采技術的流程，提高了煤礦開采作業的安全性及機械化程度。雖然該技術有助于提升煤礦開采效率和質量，但是需要投入大量的資金，對技術要求較高，煤礦開采質量不高，設備回撤難度較大。因此，該技術具有一定的局限性，主要應用于開采條件較好的礦井中［3］。

2．2．3水采技術水采技術是煤礦開采作業中常用的水力采煤工藝，該技術將水壓作為動力完成煤礦開采作業。在水力采煤作業過程中，工作人員利用水槍射流開采煤炭資源，與傳統的水力沖壓機類似，都是利用水產生的壓強進行煤炭資源開采工作。該技術相比炮采技術而言應用程度較高，但是會對水源造成極大的破壞和污染，因此多應用于煤層條件較差地區的煤炭資源。

2．2．4地下深礦開采技術與傳統煤礦開采作業相比，地下深礦開采技術不僅應用難度較大，在實際應用過程中還經常遇到巷道分布、礦井抗壓力、開采作業環境通風等因素的影響，進而引發安全事故。此外，煤層與巖層基礎位置形成的煤矸石必須經過特殊處理，然后才能將其應用于煤礦開采區域的填充作業中，達到節約開采區域填充材料的消耗量、降低煤礦開采成本、提高煤礦生產效益的目的［4］。

2．2．5新型開采技術科學技術發展的過程中，很多先進技術和設備被投入到煤礦開采過程中，為煤礦開采的安全性、效率提供了支持與保證。刨煤機技術作為其中最具代表性的新型開采技術之一，因其自身具有適應性較強、結構簡單等特點，而被廣泛應用于不同類型煤礦的開采作業中。

2．3設備支護

2．3．1掘錨機掘進煤礦常用的掘進作業方案有截割方式、截割循環等。首先，此類作業方式在實際應用過程中可以保障巷道結構的穩定性。采用截割循環技術時，必須在截割作業的過程中采取有效措施提高截割水平，然后將切割頭轉移至礦井巷道頂板位置。其次，技術人員必須在煤礦開采作業過程中切實做好相關技術問題的檢測差工作，并在確定掘錨機等機械設備保持良好狀態的前提下開展支護作業，為剩余煤體的切割做好充分準備。最后，在采用機械開采對作業面剩余煤炭資源進行收集的過程中，要遵守作業的安全性要求，機械設備直接接觸礦井巷道頂板，再進行余煤開采。

2．3．2連采機掘進連采機是煤礦開采中使用較頻繁的機械設備，在操作過程中通常選擇復式截割作業模式。在采用截割方案前，為了提高開采效率，需要分析并確定連采機掘進作業時的進刀位置。對連采機進刀位置不斷校準和調整，保證截割深度達到設計標準和要求，提高煤礦開采作業的效率。如果采用截割循環作業方式開展煤礦開采作業，應在深入分析掘錨機掘進難度指標的基礎上，采用科學合理的操作方案保證連采機截割循環作業的順利進行。①煤礦開采作業開始前，應先將連采機伸縮截割頭微調至最佳位置，并在截割頭達到礦井巷道頂板水平位置后，開展切割作業。②切割作業完成后，作業人員必須及時清除作業面的殘余煤皮。③重新定位截割頭位置，然后再進行煤層的切割作業。④采用循環往復的方式開展煤層切割作業，直至礦井巷道余煤開采完畢。⑤優先清理開采作業完成后煤礦巷道內剩余的散碎煤炭，再按照要求開展煤礦開采作業。⑥操作人員應按照安全開采煤礦的要求，操作連采機的截割頭，直至截割頭接觸到預定頂板點位后停止，再采用往復式割煤作業方式，進行煤礦開采作業，為后續開展掘錨支護作業打下良好基礎［5］。

2．3．3錨桿機支護煤礦開采掘進作業完成后，操作人員應及時使用錨桿機開展支護工作，才能達到穩固礦井巷道結構的目的。①準確定位錨桿機的支護位置。煤礦巷道開采作業中存在氬氣，操作人員必須在煤礦開采作業過程中采用激光定位技術，準確定位和校準錨桿機的支護位置，確保錨桿機處在錨桿支護作業場地中央，再對支護點位進行合理規劃，讓工作人員在復雜環境中進行更好的操作，順利完成錨桿支護作業。②有序開展鉆孔作業。第一，按照鉆孔作業要求，為鉆井裝設長度符合要求的鉆桿，采取交錯分布的方式，保證鉆機與預定鉆孔位置布設的科學性與合理性，在仔細檢查核對各個鉆孔位置準確性的基礎上開展鉆孔作業。第二，在鉆孔作業開始后，均勻地向鉆頭施加壓力，提高鉆頭鉆進的速度，確定初步鉆孔作業完成后，應立即更換鉆桿，確保后續鉆孔作業工作能夠順利進行。③手動操作錨桿支護。在完成鉆孔作業后，工作人員應采用定深裝置，對鉆孔的深度進行測量，判斷鉆孔深度是否可以達到設計要求，之后再進行錨桿安裝。首先，應將錨桿混入攪拌器中再操作鉆井瞄準器，標定鉆孔點位，利用機械填藥的方式開展周期性攪拌作業，直至藥卷順利落入鉆孔底部。其次，相關操作完成后，操作人員必須將托盤與頂板相互重合并持續20s左右，確保托盤與頂板能夠緊密重合在一起，為后續煤礦開采作業的安全順利進行打下良好基礎。④強化錨桿整體結構強度。操作人員在開展煤礦巷道掘錨支護作業時，確定錨桿孔內樹脂成型后，將錨桿插入井內，保障錨桿整體結構可以快速形成緊固狀態，并在各個位置錨桿加固作業完成后向下移動鉆機，確定鉆機架位置，再根據規劃設計方案開展錨桿作業，直到最終完成。

3結束語

總之，煤礦在發展過程中，應通過開采技術提高開采效率，通過支護技術提高開采安全性。利用先進的技術和設備，有效提升煤礦開采的整體水平。在實際開采過程中，應嚴格遵守相關作業要求，對煤礦開采過程中的安全隱患進行分析，制訂針對性的策略，為煤礦作業的安全開采提供支持，為煤礦開采行業的發展奠定基礎。

參考文獻:

［1］胡啟才．煤礦開采技術與掘錨支護技術的分析［J］．當代化工研究，2022(14):106－108．

［2］張剛．探索煤礦開采技術與掘錨工藝及支護技術［J］．內蒙古煤炭經濟，2021(19):18－19．

［3］邵立彥，謝廷深．簡析煤礦開采技術與掘進支護技術要點［J］．內蒙古煤炭經濟，2021(05):53－54．

［4］常旺．煤礦開采技術與掘進支護技術要點思考［J］．中國石油和化工標準與質量，2021，41(01):196－198．

［5］范任重，劉翔峰．煤礦開采技術與掘錨支護技術［J］．當代化工研究，2019(08):97－98.

作者:趙文寶 單位:礦業工程有限責任公司