煤矿井下掘进技术及其推广应用思考

周小铜

摘 要：井下采煤主要是以井下掘进技术作为基础的工作，在煤矿井下进行掘进需要使用多种掘进技术，它们能够为掘进提供安全保障。但是，井下采煤始终是一个危险工种，一旦发生矿难事故，死伤非常严重。我国近几年的矿难事故明显减少，但是还是要不断完善井下采煤管理模式，注意生产安全。结合我国采煤现状，对煤矿井下掘进技术及其推广应用等进行系统的分析。

关键词：煤矿工程；井下掘进技术；锚杆支护；联合支护

中图分类号：TD353 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.11.142

煤矿井下掘进非常复杂，涉及的领域非常广，在实际作业中很有可能出现问题，因为它的不定因素非常多。要想保证煤矿生产能够正常、稳定地进行，一定要采取科学的方式进行掘进，建立起完善的组织管理部门，切实保证煤矿生产作业的效率、质量与安全。

1 煤巷综合掘进技术

煤巷综合掘进技术主要指的是在煤矿井下巷道进行掘进的时候，综合利用各类机械化设备进行掘进的一种方式。采用的设备主要是悬臂式掘进机、伸缩带式煤矿运输机、锚杆钻机等。目前，利用煤巷综合掘进技术进行井下掘进的特点为：①在设计掘进机械的时候，需要设定相应的要求，尤其是机械结构方面，需要保证结构的紧凑性，保证设计的合理性；②掘进机在工作的时候，需要保证其稳定性，最大程度上保持低重心、低机身，而且在井下掘进时，周围的环境非常恶劣，需要设备本身的质量过硬，要求其具备良好的稳定性、可靠性，通过安装自动检测装置，使其具备自我检测能力。

2 大断面煤巷掘进机掘进技术

利用大断面掘进机进行井下掘进，在现代煤矿采掘工作中较为广泛，它集中了采煤、落煤、运输等功能，而且还能保证截割宽度的标准性。我国现在采用的方式主要是单机引入与配套设备引入，这两种方式具有良好的适应性与效率性，一些大中型煤矿企业较为中意。依照掘进机在掘进时使用的运输方法进行分类，可分为：①间断运输。需要配备的设备是连续采煤机、运输机和破碎机等，它的运输特点在于要灵活运用相关的设备将这一段的运输终点转移到下一段，成为运输起点；②连续运输。顾名思义，该方式就是可以连续运输煤炭，具有较好的完整性与连续性，可以在整个运输过程中实现自动化控制、自动化运输。

我国目前采用的大都是连续运输的方式进行煤矿掘进，此方式的工作原理为：在大断面煤巷掘进时，可以让连续采煤机和锚杆钻车实现交叉换位，而且在掘进循环时，还能让连续采煤机在运输的巷道中不断掘进，让锚杆钻车在同一时间进行锚杆支护。当连续采煤机已经完成了自身的掘进任务时，可以自动同锚杆钻车进行位置交换，之后完成接下来的循环作业。此掘进方式可以保证掘进的高效性与快速性，满足相关的要求，而且还能切实保证井下掘进的质量，相对悬臂式掘进来说具有更大的优势。但是，大断面连续掘进也有相应的缺点，那就是它无法进行单巷掘进，而且它对于煤巷掘进来说会受到空间条件的限制。

3 锚杆支护技术

锚杆支护就是利用金属等物件制成用于支护的杆柱，将杆柱打入到地表岩体上预先已经钻好的空洞当中，利用杆柱的头部或者自身的特殊性将围岩以及稳定岩体有机地结合在一起，从而出现悬吊效果、补强效果，实现锚杆支护的目的。它涉及的理论主要是悬吊、组合拱、减跨、水平应力等理论，其中的悬吊理论是锚杆支护当中最早出现的理论之一。

锚杆支护主要是利用围岩内部植入的锚杆来改变围岩自身的状态，从而在巷道的周围形成岩石带，此岩石带非常坚固与稳定。利用锚杆和围岩产生的作用力能够让巷道更加稳定，在煤矿掘进中，这是一种较为常见的主动式支护方式，也是井下掘进最主要、最具使用价值的技术，它可以保证煤矿采掘时的安全。

同时，锚杆支护的施工非常简单，机械化操作，具有效率高、速度快等特点，但是，锚杆支护无法真正地将围岩封闭，更无法阻止围岩风化，在施工时，也很有可能避免不了出现裂缝岩石剥落现象。

4 联合支护技术

通常来讲，联合支护就是指在井下掘进时，需要采用两种或者更多的支护方式，共同对围岩进行稳定的一种综合性支护手段。单一支护的方式主要包含锚杆支护、混凝土支护、砌碹支护和棚架式支护等。如果在正常的施工过程中将这几种方式通过科学的叠加，有机地结合在一起，就能够形成联合支护。在联合支护中，大家常见的几种形式有：①锚喷支护。就是将锚杆同混凝土土支护有机结合在一起，这种支护的方式安全可靠，成本较低，在矿井下进行掘进可以采用此方式，尤其是在易垮塌的巷道中，应用更为频繁。②锚网支护。就是有机结合锚杆和金属网，金属网就是使用铁丝制成网片，并利用托板将其稳稳地固定在事先准备好的锚杆的端头处。该方式的主要作用是防止小块岩石在松动的情况下掉落，常用在一些围岩不够稳定、跨度较小的煤矿巷道中。③锚喷网支护。这是一种综合性的支护方式，是锚杆与混凝土加上金属网共同进行支护。金属网可以有效提高混凝土的整体特性，让混凝土产生的应力可以均匀地分布在各个角落，从而防止出现喷层开裂的现象，增强喷层本身的抗压力、抗拉力。

喷层主要就是把金属网全部都覆盖上，但是这种方式有环境限制，需要在岩层破碎、围岩不稳定、跨度过大的矿井巷道中进行，这样才能真正地发挥出它的效用，提高生产的安全性，尽可能防止意外的出现。

5 结束语

本文对我国煤矿井下掘进技术及其推广应用进行了系统的分析。目前，我国的能源消耗量不断增大，尤其是煤矿，为了后代的生存发展，我国提出了可持续发展理论。煤炭是一种不可再生的资源，其开采关系着国家的发展，因此在采煤的过程中，要保证每一个环节的安全性，实现安全生产、节约生产、可持续化生产。

参考文献

[1]韩跃兵，卢博军，王楠，等.煤矿井下掘进技术的推广和应用探讨[J].河南科技，2013（15）.

[2]朱晓雨.煤矿井下掘进技术的研究[J].化学管理，2014（36）.

[3]高阳.煤矿井下掘进技术的研究[J].中国新技术新产品，2014（05）.

〔编辑：王霞〕