采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术研究

采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术研究

张立

  铁法煤业（集团）有限责任公司小青煤矿掘进二队  辽宁铁岭 112700

摘要：随着现代煤矿生产的发展，采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术成了一个亟待解决的问题。传统的切眼掘进方法存在着支护不稳定和掘进效率低下等问题，给煤矿生产带来了诸多挑战和危险。因此，需要寻求新的技术解决方案，提高采煤工作面的安全性和生产效率。本论文将对大断面切眼掘进及支护技术进行深入研究，旨在探索创新的方法和改进措施，为煤矿行业的可持续发展作出贡献。

关键词：采煤工作面；大断面；切眼掘进；支护技术；安全；效率

引言

近年来，随着煤炭产业的发展和能源需求的增长，采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术备受关注。传统的采煤方法在大断面下存在支护困难、安全风险高等问题，严重制约了矿井的安全生产和高效运营。为此，煤矿行业迫切需要寻求创新的切眼掘进和支护技术，提高工作面的稳定性和生产效率。本论文旨在深入研究该领域，探索新的掘进和支护方案，为改进矿井生产环境、保障采煤工作面的安全性和效益性提供可行性建议。

1.介绍工作面切眼掘进的背景和意义

1.1采煤工作面大断面的特点与挑战

采煤工作面大断面具有以下特点与挑战：大断面工作面的煤层厚度较大，使得采煤难度增加，同时容易产生大量的顶板和底板松动、塌方等地质灾害。大断面下煤岩层的应力分布不均匀，容易导致支护力分布不平衡，存在支护稳定性差、支护设备易损坏等问题。此外，大断面下的工作空间有限，给切眼掘进和支护带来了困难，掘进进度缓慢，生产效率不高。还有，大断面下煤岩层的巷道顶部存在大量的颗粒物质飞扬，对工人的健康和安全构成威胁。因此，研究大断面切眼掘进及支护技术，解决上述挑战，成为当今采煤工作面管理和煤矿安全生产的重要课题。

1.2切眼掘进及支护技术的重要性

切眼掘进及支护技术在采煤工作面大断面中具有重要的意义。该技术可以有效保障工作面的安全性。通过合理的切眼掘进方案和支护措施，可以减少顶板和底板的松动塌方，避免地质灾害的发生。切眼掘进及支护技术能够提高采煤工作面的生产效率。采用先进的切眼掘进设备和支护材料，可以提高掘进速度和支护稳定性，缩短工作周期，增加煤炭产量。此外，切眼掘进及支护技术还可以改善工作环境，减少煤尘和有害气体的释放，保护工人的健康。因此，研究和应用切眼掘进及支护技术对于提升煤矿生产效益、保障矿井安全和环境可持续发展具有重要的意义。

2.采煤工作面大断面切眼掘进技术研究

2.1切眼掘进方法的分类与特点

切眼掘进是大断面采煤工作面中的一种重要掘进方法。根据具体的施工方式和设备使用，常见的切眼掘进方法可分为机械化掘进、液压掘进和爆破掘进三种类型。机械化掘进主要利用切眼掘进机进行作业，具有效率高、自动化程度高的特点；液压掘进则是利用液压系统推进掘进装置，适用于较硬的岩石层；爆破掘进则利用炸药将切眼炸开，适用于较软的煤层。不同的切眼掘进方法各有优缺点，需要根据煤层地质条件、工作面情况和安全要求选择合适的掘进方式。研究各类切眼掘进方法的特点，为选择合适的方法提供科学依据，进一步提高工作面的掘进效率和安全性。

2.2目前主流的切眼掘进技术分析

目前，主流的切眼掘进技术包括机械化掘进、液压掘进和爆破掘进。机械化掘进采用机械设备，如切眼掘进机等，具有高效率、自动化程度高的优点。液压掘进利用液压系统推进掘进装置，适用于较硬的岩石层，能够实现快速进刀和高效率开采。爆破掘进通过炸药将切眼炸开，适用于较软的煤层，具有开采速度快的特点。不同的方法在应对不同地质条件和煤层特性时各有优势和局限性，需要根据实际情况灵活选择。未来，随着科技的发展，切眼掘进技术可能会更加智能化，结合自动化和无人化的技术，提高工作面切眼掘进的效率和安全性。

2.3切眼掘进技术的优化方案

切眼掘进技术的优化方案包括以下几个方面。改进切眼掘进机械的设计和性能，提高效率和稳定性，减少故障率和维修时间。优化切眼掘进工艺，采用合理的工作参数、切眼间距和步距，提高掘进速度和降低成本。同时，改进支护设备和材料，增强支护稳定性和可靠性，加强顶板和底板的支撑，减少地质灾害风险。此外，引入智能化技术，如遥感检测、无人操作等，提高掘进过程的实时监测和控制能力，提升安全性和精确度。加强对切眼掘进技术的研究和培训，更新知识和技术，提高操作人员的技能水平和意识，确保安全高效的切眼掘进工作。

3.采煤工作面大断面支护技术研究

3.1支护方式的选择与比较

采煤工作面大断面支护技术研究中，支护方式的选择与比较是至关重要的一环。常见的支护方式包括锚杆支护、钢架支护、液压支架支护等。每种方式都有其独特的特点和适用范围。锚杆支护具有成本低、施工简单的优势，适用于稳定性相对较好的地质情况。钢架支护通过搭设钢架支撑工作面，具有承载能力强、支撑稳定的优势，适用于较坚硬的煤炭层。液压支架支护利用液压系统调节支架高度和变换工作面姿态，适用于灵活性要求高的工作面。在选择支护方式时，需要综合考虑地质条件、工作面技术要求、支护效果等因素，并进行选择与比较。

3.2支护材料的应用与改进

在采煤工作面大断面支护技术研究中，支护材料的应用与改进对于提高工作面的稳定性和安全性至关重要。常见的支护材料包括钢筋混凝土、聚合物材料和纤维材料等。钢筋混凝土支护具有承载能力强、耐久性好的特点，适用于要求较高的工作面，并且可以根据实际需要进行加固和修复。聚合物材料具有重量轻、增强材料性能良好等优点，适用于不同地质条件下的支护工作，并且具有较强的适应性和刚性可调性。纤维材料具有高强度、高韧性和耐磨性等特点，可以增强支护结构的抗拉强度和抗冲击性能。在改进支护材料方面，需要继续研发新型材料，提高材料的阻火性、耐腐蚀性和环境友好性。

3.3支护技术的改进方向

支护技术的改进方向主要包括以下几个方面。注重创新支护材料的研发，开发出性能更好、环保可持续的材料，提高支护结构的强度和稳定性，同时降低材料成本。注重提高支护设备的自动化水平，集成智能化技术，实现实时监测和控制，提高施工效率和安全性。加强支护工艺和断面掘进技术的研究，优化工艺参数，提高切眼的稳定性和支护质量，降低地质灾害的发生风险。注重安全管理和培训，提高操作人员的技能水平和安全意识，规范作业流程，确保支护作业过程的安全性和标准化。加强与科研机构和企业的合作，促进支护技术的产业化应用，推动技术的快速发展和推广，实现支护技术的跨越式进步。

4.切眼掘进及支护技术的应用

切眼掘进及支护技术在煤炭行业的应用广泛。通过切眼掘进和支护，可实现煤炭的高效开采和安全生产。切眼掘进技术能够快速、准确地开切眼道，提高工作面的进尺速度和生产效率。同时，支护技术能够稳定工作面的顶板和底板，防止塌方和地质灾害的发生，确保采煤工作面的安全稳定。这些技术的应用不仅提高了采煤效率，还减少了事故风险，保护了工人的生命财产安全。此外，随着科技的不断进步，智能化的切眼掘进和支护设备也逐渐应用于工作面，提高了自动化水平和减轻了工人的劳动强度。

结束语

切眼掘进及支护技术的研究与应用对于煤炭行业的发展和安全生产至关重要。通过不断改进和创新，我们能够提高工作面的稳定性、生产效率和安全性。同时，科技的进步也为智能化的切眼掘进和支护设备的应用提供了新的机遇。在未来的发展中，我们需要继续加强研究合作，推动技术的转化和应用，促进工艺的标准化和智能化，为煤炭行业的可持续发展作出贡献。

参考文献

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