论复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用研究于磊

论复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用研究于磊

于磊

鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限公司内蒙古017399

摘要：在我国的能源储备中，煤炭资源十分丰富，但是在开采过程中需要深入地下，特别是在地下作业中，由于潜在的风险滚多，导致在实际开采过程中需要建立挖掘通道，以此作为煤炭运输以及人员过往的途径。在当前的开采中，由于我国煤炭的实际分布区域较多，在不同的条件下所形成的地址环境各不相同，而在实际开采过程中会形成一定的困难与安全隐患，导致煤炭开采止步不前，因此为促进我国煤炭开采业挖掘水平的实际提高，需要充分了解与掌握掘进支护技术在我国的应用情况。

关键词：复杂地质；煤矿掘进；支护技术；应用分析

引言

由于人们日常生活及生产对煤矿的需求量日益增加，使大多数煤矿企业加大了煤矿的开采程度，并且不断向深处开采，但是由于深处开采的技术缺乏和经验不足，导致开采效率偏低。同时在一些煤矿开采区域之内存在集中性开采的情况，在这个煤矿开采的集中区域内，地质条件变化无常，并且十分复杂。因此，必须针对这种现象采用相应的技术手段有效提高煤矿生产效率，此外，必须加强利用煤矿掘进支护技术，对其进行更加深入的研究和应用，提出有效的措施，从而满足人们日常生活和生产中对煤炭的需求。

1掘进支护技术在煤矿开采过程中的应用现状分析

在对煤矿进行开采的整个过程中，易发生安全事故，安全事故主要是由于煤矿坍塌而引起的巷道坍塌，这就要求在开采过程中注重煤矿巷道的通风情况，并且注重巷道排水作用的发挥，从而可以有效保证煤矿安全开采，从而提高煤矿的开采质量及效率，在很大程度上可以保证相关工作人员的生命安全。由于煤矿开采过程当中所需要的相关设备不断创新和发展，煤矿掘进难度会随之逐渐增加，很难保证巷道安全。这种情况下，煤矿掘进支护技术得到充分的应用。目前，煤矿掘进支护技术主要应用在煤矿巷道中，在中国煤矿开采过程中，对于巷道支护技术应用有比较长的时间，支护材料也得到了更新和发展，目前更多的应用锚杆支护。为了更好地满足煤矿开采过程中的需求，锚杆支护技术也在应用的过程当中不断创新，随着技术不断更新，锚杆支护技术有更强的预应力及强力，在煤矿开采过程中得到了更加广泛的应用。煤矿巷道支护应用最广泛的技术就是锚杆支护技术，这种支护技术有利于提高煤矿巷道内的岩层强度，避免巷道移动，提高安全性。随着锚杆支护技术不断应用，已经形成了相应的标准，从而可以使煤矿开采工作更加规范化及系统化。

2复杂地质条件下采矿掘进支护技术及应用要点

2.1选择掘进设备

当前，在煤矿巷道中的掘进设备主要有两种，一种是普通型的掘进机，另一种是综合型的掘进机，在巷道的挖掘中需要根据实际的建设要求与巷道的长度进行选择。按照实际建设规定要求，当巷道的实际长度小于300m时应该选择普通的掘进设备，反之需要使用综合掘进设备。在掘进设备的实际选择中，其主要选择的标准是根据设备在实际作业中所展现出来的特点决定的。在综合掘进设备的使用过程中，能够有效减少实际施工前所需要的准备时间，使得掘进技术能够与实际生产要求相符合。同时，综合掘进设备的使用过程中，需要根据工程要求选择适合的设备型号，确保在实际施工过程中能够保证将掘进设备发挥最大效用。

2.2选择截齿

当掘进设备选择结束后，还需要根据要求对掘进机所使用的截齿进行选择，截齿在使用过程中是和作业效率相影响的。其耐磨性是主要的选择条件。当所选择的截齿耐磨性不足时，其在高强度的工作需求下无法满足实际工作要求，导致作业进程受到限制，其作业质量同时无法得到保证，还会加快截齿的报废率，使得生产成本增加。由此可知，在实际的截齿选择中，需要选择高强度、耐磨性高的，以便在之后的复杂地质环境中的作业中能够更好的促进作业效率的提高。但是，如果在掘进技术中所遇到的岩石硬度过高，超出所有掘进设备的实际工作性能，则需要采取其他的手段对其进行处理，例如，可以选用爆破的方式，保障设备的有效使用。

2.3光栅传感器矿压监测

根据国家标准《煤炭工业技术政策》的要求，采煤工作需要结合岩层的特点、工作面顶板的压力及周期来压等具体数据，进行框内压力变化的检测，再借助对矿压规律的分析，确定顶板设计的分类标准，并逐一开展巷道布局、采取设计、顶板控制等工作。用于矿压检测的观测类仪器种类繁多，按照其工作原理可以分为液压式仪器、机械式仪器、电阻应变式仪器、声波物理仪器等。部分仪器拥有电缆传输的优势，但是抗干扰能力差、信号不够稳定，导致测量的矿压往往失真。随着技术的逐步发展，新型的光栅传感器采用光信号载体的传感方式，信号传输不借助电信号完成，在易燃易爆、强辐射的环境中也能够胜任，#1煤井的应用，提升了矿压监测的准确性。施工现场设置中，光栅传感器能够进行自动化工作，不需要配置现场电源，同时也不必进行人工测量和点数记录，一般借助多个光栅与土压传感器进行互联，从而形成分布式的结构，在监测过程中能够依据断层结构实时获取顶板、基本顶等关键位置的内部应力场、应变场分布的变化数据，从而总结出变化规律，通过传感信号的方式实现远距离监测。

2.4混合智能系统的应用

现阶段，混合智能系统也应用于煤矿支护中，为煤矿开采支护提供了便利，提升了安全性。混合智能系统能够依靠分析模型的方式，对工作面巷道的围岩稳定性进行全面分析。在系统内部，通过参数导入的方式由系统进行智能计算和模拟，并根据工作面情况，对围岩情况进行打分和预估，再借助集成的推理机制，通过云端数据库进行案例检查和调阅，最终得到科学合理的稳定性分析和判断。此外，在巷道支护方面，混合智能系统还能够依照现有的支护参数进行优化推理，使巷道支护方式与实际情况相互贴合，提升巷道安全。在设计中，部分设计人员还加入了3DFlac参数化建模的计算方法，能够根据实际情况对已有的支护设计进行全面的分析和验证，从而判断支护设计是否符合巷道生产的需要。

2.5后退卧底法的应用

在煤矿掘进的过程中，如果巷道断层存在下移的情况，可以采取后退卧底法。如，巷道落差≤2．5m，且断层顶板没有掉落现象，依然较为坚固完整，此时在支护巷道围岩时可先用锚网索支护提高巷道整体的稳定性和强度，但在对围岩进行支护作业时，需要将掘进机向后移动15m左右。如果掘进现场土坡坡度大于掘进机工作面可以承受的施工坡度，此时需要利用后退卧底法，需要一个坡度＜12°的载坡作为巷道卧底，从而保证巷道高度符合支护的要求。

2.6锚杆支护加U钢技术

煤矿开采过程中会有落差比较大的断层存在，这样对巷道容易造成坍塌，此时在进行固定支护的时候一般会采用U型钢架，同时和锚杆支护、临时超前支护混合使用，确保锚杆倾斜角度在45°，然后通过预紧力来对围岩进行加固，对临时支护进行加强，由于超前支护能够防止顶板破落，因此，工作人员在操作的时候一定要对锚杆间的距离把控好。

结束语

综上所述，在当前的煤矿开采中，由于煤炭资源在实际的能源储备建设中起到了重要的组成作用，随着煤矿开采的难度增大，在实际的开采过程中需要不断运用到掘进支护技术，尤其是在复杂的地质条件下，为确保作业人员的安全，煤炭资源的充分获取，在提高煤炭开采水平的同时，为避免事故安全的发生，需要有效提高掘进支护技术，加强对作业人员的安全防护工作。

参考文献：

[1]宗诚.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2016（08）：184～185.

[2]姜军.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析[J].黑龙江科技信息，2016（04）：30.

[3]李志.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析[J].科技资讯，2014，12（11）：77～78.