复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析张立伟

复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析张立伟

张立伟

（黑河市直煤矿驻矿安全监管大队黑龙江省黑河市164300）

摘要：在我国的能源结构中，煤炭资源一直占据着重要的地位，并且随着社会经济的不断发展，人们对能源的需求量也越来越大，这也给煤炭开采工作带来了更大的压力。而且煤炭资源是不可再生资源，随着开采工作的继续，其开采难度逐渐地加大，并且容易开采的地区开采量越来越少，煤矿开采工作逐渐转移到更为复杂的地质环境中，开采难度进一步加大。同时，这一现状也提高了煤矿开采安全事故的发生率，不仅严重影响了煤矿开采效率还严重危机到人们的生命安全。因此在煤矿掘进开采的过程中，加强掘进支护作业，为煤矿开采工作提供稳定、安全、可靠的开采环境。

关键词：复杂地质；煤矿掘进；支护技术

引言：煤矿掘进支护技术在我国的煤矿建设中占据重要的部分，并且随着煤矿开采难度的加大，在复杂地质条件下支护技术的重要性更是得以凸显，在提高煤矿开采效率，减少煤矿安全事故方面发挥了重要作用。因此在复杂地质煤矿巷道工作中，应该加强掘进支护技术的应用，有效保证作业人员的安全。

1.煤矿掘进支护技术应用现状

在煤矿的开采过程中出现煤矿坍塌等安全事故主要指的还是煤矿巷道的坍塌。煤矿巷道在煤矿的开采过程中具有通风、排水以及运输的作用，保证安全性不仅关系到煤矿开采的效率，还直接影响到煤矿开采人员的生命安全。因此在煤矿的开采过程中首先要保证巷道的安全。但是随着煤矿开采机械设备的不断发展，煤矿掘进难度的不断加大，巷道的安全性也越来越差，就是基于这种发展形势，煤矿掘进支护技术得到不断的发展，充分保证巷道的安全。支护技术在目前煤矿的开采建设过程中主要指的是巷道支护，并且在我国的应用时间比较长，其支护材料已经由原来的木材、钢材更新到锚杆支护。而且随着煤矿开采的实际需求，我国的锚杆支护技术也得到不断地发展和创新，其预应力和强力都有了明显的加强，目前锚杆支护已经广泛地应用到煤矿开采中。在目前的煤矿巷道建设中锚杆支护技术是其应用最为广泛的技术，有效提升了巷道岩层的凝聚力和强度，消除了巷道滑移等安全隐患。并且随着锚杆支护技术的广泛应用，已经形成了完善的作业标准和制度，其作业更加的系统化、完善化。

2.复杂地质条件下煤矿掘进的难点分析

2.1巷道前掘后修工作量大

在煤矿开采的过程中，越是复杂的地质条件，就越容易发生前掘后修的问题。尤其是一些地区的煤层及其顶底板的地质都比较松软，极易发生破碎现象，严重影响巷道的掘进、成型，不能保障煤矿开采的进度与效率。在巷道掘进的过程中，复杂的地质会加速巷道顶底板的大幅度收缩，进而导致巷道的变形。可见，在巷道掘进之后对巷道进行及时的修补对于确保煤矿采掘工作的顺利开展是极为必要的，然而这又大大增加了巷道掘进的工作量，影响了开采进度与安全。

2.2煤层地质结构遭到破坏

随着煤矿开采进度以及矿井的深度不断增加，煤矿地区的地质条件越是复杂，煤层的地质结构就越容易受到破坏，进而导致煤层顶板的岩性也随之发生改变，不断提高了围岩应力，围岩极易断裂，加大了支护工作的难度，也提高了煤矿开采工作的安全隐患。

2.3薄煤层开采的安全隐患

就我国煤矿储藏地区的分布情况来看，有部分地区的薄煤层比重相对较大。在对这类煤层进行挖掘过程中大多是要采取巷道回采的方法，必须将煤巷与半煤岩巷作为实施掘进支护操作时的重点对象。特别是在进行半煤巷掘进时，掘进技术的选择，以及掘进支护设备的质量都有较高的要求。但这些前提都是要建立在保障半煤岩巷较高的安全水平的基础上。

3.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用

3.1关键技术

第一，机械设备的选择。在对于设备的选择上要结合施工过程中巷道的长度来进行的，这样煤矿企业首先是考虑到的因素。针对煤巷的长度与机械设备能力的高低来进行选择一些普掘机等，这样才能够提高整体的工作效率与质量。一般情况下在300m以下的巷道是应该要选择普掘机，在300m以外的巷道下采用综掘机，这都是与施工工艺、设备整体特征有着很大的联系，采用综掘机是能够降低时间的使用。采用哪一种设备主要是由该种设备是否适合施工的条件，只有适合施工的条件才能够提高整体的工作效率[1]。另外，工作人员还应该要针对施工的具体情况来进行分析，仔细观察每一个过程需要使用的设备，在不同环境中运用综掘机的区别。第二，截齿的选择。在煤矿开采中使用合理的截齿也是其中一个比较关键性的环节。其中，截齿的耐磨性是其整体使用度的一个标准。只有当截齿整体具有较高的强度，这样在施工过程中才能够降低其磨损性，在一定的程度上有利于降低成本的使用，进而提高煤矿开采的质量与进度。在面临比较复杂的地质条件情况下，岩石的硬度是比较高的，这样就会导致综掘机设备性能是没有适应在其中，为了能够保证设备的安全性是需要对其作出爆破处理，而不是采用机械对岩石切割的方法。第三，临时支护技术。对于综掘机来说其主要就是通过液压来对其系统进行运行的，在具体的施工中就会对系统是否稳定来进行综合考虑。一般情况下，临时支护的配置在一定的程度上对于液压锁是能够起到一定非常理想的效果，进而使得掘进支护起到其应有的作用。

3.2穿越断层锚网支护技术

第一，直接破顶法。该种方法一般就是运用掘进机来对断层顶部直接地进行冲击，性能比较稳定的顶板围岩是需要留下来的，之后就可以运用锚网来对其进行支护。顶板岩石其硬度若是在5m以下落差也没有达到2m，就说明该种岩石是比较脆弱的，在实际施工中非常容易发生碎裂，这样也就没有办法进行掘进支护。另外，在地下煤矿开采中是有着很大的坡度，就可以采用直接破顶法支护。第二，后退卧底法。在实际掘进中，若是巷道中的断层存在一定的下移的问题，为了能够保证其安全，在支护中可以采用后退卧底的方法[2]。在巷道断层中的落差高度小于等于2.5m的时候，断层若是仍然坚固时，就能够采用锚网的方式进行支护，这样在一定的程度上能够提高巷道的稳定性。通常情况下，对围岩进行支护的时候是需要将掘进机向后移动大约15m左右。第三，临时支护U钢法。在实际工作中，若是断层的落差过于大，在一定的程度上就会很容易造成岩石的破碎或是垮塌，这样必然就会给施工的安全带来一定的威胁。在这种施工的环境下，就应该要采用U型钢架的方法来对断层进行临时性的支护，同时还是应该要保证U型钢架与锚杆的支护来进行结合，并且还应该要保证锚杆支护要有一定的倾斜角度。另外，为了能够保证其临时支护强度是需要对围岩进行加固的。

结论：

简而言之，我国具有十分丰富的煤炭资源，通常煤炭资源一般集中在150～600m之间，这在一定程度上也就决定了我国煤炭资源是在地下进行开采的。地下进行煤矿的开采最不能够缺少的就是掘进巷道，只有煤矿企业具有掘进巷道才能够保证煤矿开采工作人员进行顺利的开采。我国的煤炭资源一般都是集中分布在山区，进而导致煤矿在开采中就会遇到各种的复杂地质条件，使得煤矿开采的难度增加。为了能够在复杂的地质条件来进行煤矿的开采工作，是需要对复杂地质条件的掘进巷道来进行研究。因此，该文主要就是笔者结合自身的工作经验对复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用进行分析研究的，仅供参考[3]。

参考文献：

[1]殷学龙.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用探究[J].价值工程，2017（20）：127-128.

[2]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，2018，12（11）：77-78.