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摘要:煤炭行業(yè)是我國國民經濟的支柱型產業(yè)之一，煤炭是各領域發(fā)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(guī)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(chuàng)新發(fā)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(fā)展的重要資源，具有污染性較強的特點。人們生態(tài)環(huán)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(fā)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(tài)環(huán)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(fā)揮先進開采技術的優(yōu)勢，減少煤礦開采安全事故的發(fā)生率，提高煤炭資源開采量，為社會經濟的發(fā)展提供充足的煤炭資源。

1我國煤礦開采技術理論及現(xiàn)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(fā)揮錨索桿的特點，實現(xiàn)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(jù)現(xiàn)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(wěn)定性與牢固性，為后續(xù)煤炭開采作業(yè)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(yè)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(wěn)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(wěn)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(wěn)定性，避免出現(xiàn)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(guī)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(xiàn)巖層離層、錯位等問題，加大煤礦開采安全事故的發(fā)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(wěn)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(wěn)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(tài)監(jiān)測，結合巖層厚度、應力條件變化特點及時調整和優(yōu)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(xiàn)破損等問題，影響煤礦開采的安全進行［1］。

1．2現(xiàn)狀我國作為一個煤炭資源豐富的國家，大多數(shù)地區(qū)擁有相對集中、儲量較高的煤炭資源，為國民經濟的快速穩(wěn)定發(fā)展提供了強有力的支持，但很多地區(qū)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(fā)生率，還造成了大量的煤炭資源浪費，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞和影響，對社會經濟的長期可持續(xù)發(fā)展產生了極大影響。比如，部分煤礦在開采過程中采用傳統(tǒng)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(shù)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(yè)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(huán)境較差，如果礦井出現(xiàn)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(tǒng)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(fā)生結構變形問題，引發(fā)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(fā)生率，煤礦應在開采過程中加大對煤礦開采作業(yè)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(yè)環(huán)境，保證作業(yè)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(xiàn)結構分離的情況而引發(fā)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(shù)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(wěn)定。技術人員應在布設底部掘錨支護裝置時，獲取目標區(qū)域巖層的應力數(shù)據(jù)，并結合礦井巷道中巖層的相關數(shù)據(jù)，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(wěn)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(yè)中。煤礦開采人員在應用該技術開采煤炭資源時，應根據(jù)礦井巷道作業(yè)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(yè)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(fā)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(jù)煤礦巷道開采作業(yè)的實際情況和要求，適當增加炮眼數(shù)量，減少爆破時間，提高煤礦巷道掘錨支護的穩(wěn)定性，確保煤炭資源開采作業(yè)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(yè)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(yè)的自動化水平，順利完成開采作業(yè)并保證開采的安全性?？茖W技術的迅速發(fā)展及先進技術和設備的廣泛應用，不僅加快了綜采工藝創(chuàng)新發(fā)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(yè)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(yè)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(yè)。在水力采煤作業(yè)過程中，工作人員利用水槍射流開采煤炭資源，與傳統(tǒng)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(qū)的煤炭資源。

2．2．4地下深礦開采技術與傳統(tǒng)煤礦開采作業(yè)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(yè)環(huán)境通風等因素的影響，進而引發(fā)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(qū)域的填充作業(yè)中，達到節(jié)約開采區(qū)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(fā)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(yè)中。

2．3設備支護

2．3．1掘錨機掘進煤礦常用的掘進作業(yè)方案有截割方式、截割循環(huán)等。首先，此類作業(yè)方式在實際應用過程中可以保障巷道結構的穩(wěn)定性。采用截割循環(huán)技術時，必須在截割作業(yè)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(yè)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(tài)的前提下開展支護作業(yè)，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(yè)面剩余煤炭資源進行收集的過程中，要遵守作業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)的效率。如果采用截割循環(huán)作業(yè)方式開展煤礦開采作業(yè)，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(huán)作業(yè)的順利進行。①煤礦開采作業(yè)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(yè)。②切割作業(yè)完成后，作業(yè)人員必須及時清除作業(yè)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(yè)。④采用循環(huán)往復的方式開展煤層切割作業(yè)，直至礦井巷道余煤開采完畢。⑤優(yōu)先清理開采作業(yè)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(yè)。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(yè)方式，進行煤礦開采作業(yè)，為后續(xù)開展掘錨支護作業(yè)打下良好基礎［5］。

2．3．3錨桿機支護煤礦開采掘進作業(yè)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(wěn)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(yè)中存在氬氣，操作人員必須在煤礦開采作業(yè)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(yè)場地中央，再對支護點位進行合理規(guī)劃，讓工作人員在復雜環(huán)境中進行更好的操作，順利完成錨桿支護作業(yè)。②有序開展鉆孔作業(yè)。第一，按照鉆孔作業(yè)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(yè)。第二，在鉆孔作業(yè)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(yè)完成后，應立即更換鉆桿，確保后續(xù)鉆孔作業(yè)工作能夠順利進行。③手動操作錨桿支護。在完成鉆孔作業(yè)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(yè)，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(xù)20s左右，確保托盤與頂板能夠緊密重合在一起，為后續(xù)煤礦開采作業(yè)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(yè)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(tài)，并在各個位置錨桿加固作業(yè)完成后向下移動鉆機，確定鉆機架位置，再根據(jù)規(guī)劃設計方案開展錨桿作業(yè)，直到最終完成。

3結束語

總之，煤礦在發(fā)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(yè)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(yè)的安全開采提供支持，為煤礦開采行業(yè)的發(fā)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(yè)工程有限責任公司