田庄煤矿复杂地质条件下采煤掘进支护技术分析

田庄煤矿复杂地质条件下采煤掘进支护技术分析

何树超

山东省田庄煤矿山东省济宁市272100

摘要：从我国煤炭资源的储量与分布情况来看，裸露的煤矿较少且大多在前期已经被开采完毕，大部分的煤炭深埋地底，需要向深层的矿物层掘进，挖掘出可以运输的巷道。但是在掘进过程中总会遇到复杂多变的地质环境，这是在深入开采阶段所遇到的最大瓶颈，而支护技术及其相关设备在掘进过程中起着保驾护航的作用，不仅能确保岩层的稳定，还能保障煤炭的顺利输送。

关键词：支架与支护技术；地质条件；煤矿掘进保障

1采煤掘进中地质条件的复杂情况分析

1.1伴随采煤强度加大，煤矿开采的范围、深度也会相应增加，高强度开采易破坏煤层地质结构，从而促使煤层顶底板产生明显变化，增加围岩应力，致使煤矿开采作业埋下安全隐患，威胁到施工人员的人身安全。

1.2煤矿地区包含非常复杂的地质条件，其中涉及到较多的大断面巷道与巷道断层，地质环境恶劣。

1.3煤矿开采区域的煤层、顶底板岩石硬度低，构造多，发生破碎的风险非常大，因此，在煤矿掘进时，极易出现变形。在施工过程中，施工人员一旦对技术知识的了解不够，未及时发现其中存在的潜在风险，便可引起巷道顶底板断面，诱发收缩现象，加大顶底板的变形程度，增加煤矿垮塌风险，对采煤人员的生命安全也构成较大威胁。

1.4在煤矿薄煤层的具体开采过程中，大多将半煤巷视作支护对象，然而半煤岩巷道对支护设备、支护方法均有严格要求，保障巷道的安全性对确保采煤工作的顺利进行具有重要意义。

1.5煤炭开采环境非常恶劣，在煤矿掘进设备方面，煤矿企业并未加大资金投入，从而限制了煤矿掘进能力，与发达国家相比，我国的煤矿掘进能力相对较差。就半煤岩巷而言，若岩石层硬度系数在6以上，则会影响矿井切割速度，导致设备无法顺利运行，掘进设备也会受到很大磨损，无法确保煤矿开采工作的有序、合理、顺利进行。

1.6煤矿开采区域大多为资源整合区，地形经历过长时间的演变，复杂程度高，开采难度大，如断层多、矿井地压大等情况非常常见，部分矿区的地质稳定性差，并且伴有复杂的水文地质条件，矿区以深部矿井、软岩矿区为主，在很大程度上增加了开采难度，给煤矿开采工作带来很多安全隐患。

2煤矿采煤掘进支护技术存在的问题

2.1地质条件变化对采煤掘进支护技术造成的影响

煤矿开采是由外向内、由浅到深的控制结构，只有保证整个工序的完整性才可以确保煤矿开采工序的完整性，确保煤矿开采的质量，但是煤矿在开采过程中，由于煤矿所处的地质结构会随着地质环境的变化受到不同程度的破坏，特别在处理放顶煤结构上，需要注意工具的选取和处理工序的顺序，在检查完周边环境，操作结束后进行运转、移钻和稳钻的工序，严格管控打孔操作和装药操作，如果不按照顺序工序进行作业，会影响到整个放顶工作的进行，在进行放顶过程中，岩石会受到很大的外力作用，复杂的地质条件给采煤工作带来一定的难度。

2.2矿井道路对采煤掘进支护技术造成的影响

除了要研究外界环境对煤矿采掘支护技术造成的影响外，还需要集中分析矿井内部的作用力对煤矿造成的影响，已经成形的巷道在外力的影响下很容易产生变形，使巷道的底部和顶部明显出现变形，这就增加了应用煤矿采掘支护技术的困难性，就算解决了这种问题，在巷道内进行采煤掘进支护技术时，在遇到薄煤层开采时，要求很高的巷道掘进支护技术设备，再受到巷道宽度的影响，很难开展采煤掘进技术的进行，所以在进行煤矿建设的前期，首先要解决好在复杂地质条件下巷道内部变形的问题，否则会制约煤矿采煤掘进支护技术的开展，影响煤矿开采的进度。

2.3设备陈旧对采煤掘进支护技术造成的影响

在复杂地质条件下进行的煤炭开采，不仅要具有合理的煤炭掘进支护技术，还需要与掘进支护技术相配合的开采设备，如果开采技术达到开采要求，设备不匹配，同样会制约煤矿开采的顺利进行，如果不解决开采设备问题，在煤矿开采过程中会不断出现各种问题，这样工作人员不仅要关注地质环境变化给煤矿带来的安全性，还要考虑开采设备的运用，无形之中影响到煤炭开采的效率，如果要实现在复杂条件下的高效的采煤技术，还需要结合采煤掘进支护技术合理选择开采设备，从而保证煤矿开采技术的先进性和开采设备的高效性。

3掘进支护技术

3.1临时支护设备与技术

由于井工作业中机械水平的提高，使许多机械设备的功能中都包括临时支护的性能，特别是综掘机自身的液压系统，把设备自身的稳定与液压系统自身的稳定性结合在一起，在进行系统的开停机闭锁装置应用时，经过实验数据表明，利用机身的液压锁进行临时支护的效果奇佳，安全性与可靠性都较强。

3.2穿越断层的锚网支护技术

在历经断层较多、岩层梯度坡度递减或坡度较大的井下巷道掘进中，可以采用破顶法与锚网索相结合的技术来进行工作面、巷道的稳固支护。通常顶板上层岩石的硬度＜5m，其硬度落差控制在≤2m左右，这就给破碎顶板岩层提供了一个契机，再将锚网索铺设在破顶上方，将钢筋梯子与锚杆连接，从而达到支护的效果。而在岩层硬度较高、完整性较好的巷道内，利用<2.5m的落差距离，用退后卧底法进行围岩的支护保护，掘进机采取先后退，然后卧底前进的方式，这样就可以在断层链的煤层中安全前进。

3.3注浆加固的支护技术

在高冒区进行注浆加固不仅可以提高围岩的强度，还可以对巷道的空间裂隙与空区进行填充，以增强岩层的稳定性，提高支护效果。例如，在高冒区的侧墙形成较好的一端进行沿中线掘进、挖到实底后作为基础墙，再将砂浆和料石进行间隔性铺设，让其侧石的高度与巷道规定高度一致后架设架棚，利用金属网铺设与锚杆、锚索的紧固作用，将支护的作用发挥到极致。

4结束语

总之，目前，我国煤矿开采事业取得了飞速进步与发展，然而在开采过程中，采煤团队需要克服重重困难，解决复杂地质条件的问题。为了提高复杂地质条件煤矿采煤掘进工作的安全性，施工人员必须运用支护技术，在施工前，需详细分析地质环境，从而有针对性地对支护技术进行选择，提升采煤效率，确保巷道的可靠性、安全性。

参考文献：

[1]马添虎.连续采煤机在复杂地质条件下掘进和支护技术管理[J].科技视界，2016，（7）：289-333.