高陽(yáng)

摘 要：煤炭的井下開(kāi)采需要掘進(jìn)大量巷道，目前主要采用鉆眼爆破法和掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)的方法。本文介紹了影響我國(guó)煤礦井下掘進(jìn)技術(shù)的因素以及掘進(jìn)時(shí)采用的支護(hù)方式，對(duì)提高煤礦掘進(jìn)技術(shù)的效率和安全性奠定理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)；支護(hù)技術(shù)；影響因素

中圖分類號(hào)：TD23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

煤炭資源是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要資源，我國(guó)煤炭資源的儲(chǔ)量也非常豐富。從煤層分布來(lái)說(shuō)，大部分煤炭都是埋藏在地下，需要采用地下采集的方式進(jìn)行開(kāi)采。隨著煤礦開(kāi)采技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多適用于煤礦開(kāi)采的高新技術(shù)設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年以來(lái)我國(guó)煤礦巷道的掘進(jìn)尺度總量達(dá)到了800萬(wàn)m以上，在這個(gè)數(shù)據(jù)中通過(guò)煤巷進(jìn)行的大約有70%，通過(guò)煤巖巷進(jìn)行的大約有20%，剩下10%是通過(guò)全巖巷掘進(jìn)得到的。隨著綜掘技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤炭巷道綜掘月進(jìn)尺已達(dá)500-700m。對(duì)煤炭業(yè)來(lái)說(shuō)，采掘技術(shù)高低是提高煤礦生產(chǎn)效率的重要保障。重視對(duì)采煤過(guò)程中掘進(jìn)技術(shù)的研發(fā)，對(duì)推動(dòng)新型煤礦采掘技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新以及提高煤礦的工作效率和安全防護(hù)具有重要的意義。

煤礦巷道的掘進(jìn)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中會(huì)受到多個(gè)因素的影響。為了保證生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行，就要采取合理的措施以保證掘進(jìn)的正常進(jìn)行和生產(chǎn)作業(yè)的質(zhì)量和安全。

1 影響煤礦掘進(jìn)技術(shù)的因素

1.1 地質(zhì)條件

在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，煤礦所處的地質(zhì)條件的優(yōu)劣直接影響著掘進(jìn)的效果。這包括了巖層的硬度、煤礦挖掘中涌水量的多少以及礦井中瓦斯含量的多少，這些都對(duì)掘進(jìn)效果有著直接的影響。良好的地質(zhì)條件會(huì)加快煤礦掘進(jìn)的速度，如在煤礦巷道頂板穩(wěn)定和支護(hù)良好的條件下，只需進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)就可以進(jìn)行掘進(jìn)，在掘進(jìn)后再行設(shè)置永久支護(hù)，大大提高了掘進(jìn)機(jī)的工作效率。

1.2 掘進(jìn)設(shè)備

掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展帶來(lái)掘進(jìn)設(shè)備迅速發(fā)展，在國(guó)內(nèi)掘進(jìn)設(shè)備的種類比較齊全，但是綜合性能較差，自動(dòng)化水平不高，影響掘進(jìn)技術(shù)的提高，甚至出現(xiàn)各種嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故。為了提高掘進(jìn)的安全性，國(guó)外研發(fā)了新型的掘進(jìn)設(shè)備，采用掘錨機(jī)組等來(lái)完成快速掘進(jìn)的工作，在很大程度上提高了實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中掘進(jìn)的效率，與此同時(shí)也提高了掘進(jìn)過(guò)程中的機(jī)械化水平。

1.3 施工工藝

目前國(guó)內(nèi)能夠進(jìn)行煤礦掘進(jìn)的設(shè)備非常少，技術(shù)和施工工藝較落后，嚴(yán)重影響煤礦井下掘進(jìn)速度。由于沒(méi)有專用的掘進(jìn)設(shè)備，井下掘進(jìn)時(shí)要進(jìn)行大量支護(hù)作業(yè)，占用大部分掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間。即便采用目前比較先進(jìn)的錨桿、錨噴以及錨梁網(wǎng)技術(shù)，在很大程度上降低了支護(hù)流程，但是由于掘進(jìn)和支護(hù)項(xiàng)目的分離，嚴(yán)重影響了掘進(jìn)速度的提高。

1.4 施工組織管理

國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)中還存在著較大的管理問(wèn)題，由于管理者水平限制，掘進(jìn)過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)和規(guī)范的管理，盲目追求掘進(jìn)進(jìn)度，沒(méi)有注重掘進(jìn)的質(zhì)量和規(guī)程，為以后工作帶來(lái)安全隱患，進(jìn)而影響了整個(gè)掘進(jìn)作業(yè)的效果。

2 掘進(jìn)中的支護(hù)技術(shù)

在巷道掘進(jìn)作業(yè)中，支護(hù)水平直接影響著掘進(jìn)作業(yè)的速度和效率，因此必須注重巷道作用中的支護(hù)技術(shù)。目前經(jīng)常應(yīng)用到的支護(hù)技術(shù)主要有單一支護(hù)，聯(lián)合支護(hù)，主動(dòng)支護(hù)以及被動(dòng)支護(hù)。錨桿支護(hù)屬于主動(dòng)支護(hù)形式的一種，在支護(hù)過(guò)程中它將支護(hù)跟圍巖構(gòu)成一個(gè)整體，這樣圍巖和支護(hù)就能夠充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，共同承載壓力的作用。正是基于這個(gè)特點(diǎn)，錨桿支護(hù)在煤礦巷道掘進(jìn)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

2.1錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)中的桿柱是由不同材料的物質(zhì)構(gòu)成的，如金屬件和木件等，在支護(hù)時(shí)將桿柱打入巷道中預(yù)先設(shè)定好的孔洞內(nèi)，利用錨桿自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)圍巖跟穩(wěn)定圍巖的結(jié)合，起到懸吊和增強(qiáng)的作用，實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)的目的。錨桿支護(hù)屬于主動(dòng)式的支護(hù)方式，在煤礦井下掘進(jìn)中能夠有效的保障煤礦生產(chǎn)的安全，并且具有支護(hù)簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)單和便于機(jī)械化操作等一系列優(yōu)點(diǎn)。采用錨桿支護(hù)方式不能實(shí)現(xiàn)圍巖的封閉，無(wú)法防止圍巖的風(fēng)華以及各錨桿之間裂隙巖石的剝落，在實(shí)際生產(chǎn)中還存在著一定的局限性。

2.2聯(lián)合支護(hù)

聯(lián)合支護(hù)是將兩種或兩種以上的支架組合在一起共同維護(hù)圍巖穩(wěn)定性的一種支護(hù)手段。目前常用的聯(lián)合支護(hù)方式主要有錨噴支護(hù)、錨網(wǎng)支護(hù)和錨噴網(wǎng)支護(hù)三種。其中錨噴支護(hù)是將錨桿與噴射混凝土聯(lián)合在一起的支護(hù)方式，錨噴支護(hù)方式安全性高且花費(fèi)較少，被廣泛應(yīng)用在巷道掘進(jìn)工作中。錨網(wǎng)支護(hù)是將金屬網(wǎng)跟錨桿支護(hù)聯(lián)合在一起，共同完成支護(hù)功能，金屬網(wǎng)用托板實(shí)現(xiàn)跟錨桿端頭的連接和固定。錨噴網(wǎng)支護(hù)則是上述三種材質(zhì)的組合的支護(hù)形式，其中金屬網(wǎng)的作用是使混凝土能夠形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，提高其抗震能力和抗拉強(qiáng)度，在松軟破碎的巖層以及穩(wěn)定性較差的圍巖中也能夠起到很好的支護(hù)效果。

采用單純的錨桿支護(hù)，所需要的支護(hù)費(fèi)用非常多，工序也非常復(fù)雜，工人所要付出的勞動(dòng)強(qiáng)度比較大。聯(lián)合支護(hù)的方式中使用了錨桿和金屬網(wǎng)相結(jié)合的支護(hù)方式，金屬網(wǎng)利用其特有的柔韌性非常容易實(shí)現(xiàn)跟巖層的貼緊，這樣在工作過(guò)程中就能夠承受較小的載荷，達(dá)到最大的支護(hù)效果。聯(lián)合支護(hù)的方式還有效的解決了支護(hù)成本高的問(wèn)題，如果采用聯(lián)合支護(hù)，每米巷道中的支護(hù)費(fèi)用比單獨(dú)采用錨桿支護(hù)能夠降低1000元左右，這在整個(gè)煤礦的支護(hù)中是非?？捎^的一筆費(fèi)用。于此同時(shí)，聯(lián)合支護(hù)還能夠大大降低支護(hù)過(guò)程中的人力和物力，成為目前應(yīng)用比較廣泛的一種支護(hù)方式?？傊谖磥?lái)煤礦掘進(jìn)時(shí)要根據(jù)巷道的實(shí)際情況，選擇合適的聯(lián)合支護(hù)方式，以達(dá)到提高掘進(jìn)工作效率、降低掘進(jìn)成本和改善掘進(jìn)環(huán)境的效果。

結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，煤礦掘進(jìn)技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，但是與西方先進(jìn)國(guó)家相比還有很大的差距。本文介紹了影響煤礦掘進(jìn)技術(shù)的因素，以及煤礦掘進(jìn)中經(jīng)常采用的錨桿支護(hù)和聯(lián)合支護(hù)方式，通過(guò)對(duì)兩種支護(hù)方式的對(duì)比，得到了聯(lián)合支護(hù)方式在煤礦掘進(jìn)中的優(yōu)勢(shì)，為煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高提供了理論基礎(chǔ)。

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