复杂地质条件下掘进设备选型及支护技术的探究

复杂地质条件下掘进设备选型及支护技术的探究

孟冠宇

中煤新集花家湖煤矿 安徽淮南 232000

摘要：煤矿掘进支护技术是煤矿开采的重要技术之一，也是煤矿采掘的重要环节。本文基于某复杂地质条件下的矿区调查，针对煤矿开采的地理环境进行分析，在此基础上讨论了煤矿掘进支护技术存在的问题，试从技术和管理角度提出煤矿掘进支护技术的应用及设备的选型，改进措施主要包括，区分综掘机适用范围，科学选用综掘机的型号，科学选用合适的截齿，运用安全可靠的临时支护技术和安全强度有效承载能力的永久支护技术。

关键词：设备选型：复杂地质条件；掘进；支护技术

1复杂煤矿掘进地区的地质条件

本文以某一个复杂的煤矿区的地质条件加以论述，该煤矿区拥有着上百年的历史，是一个比较老的老矿区，因地形复杂表现在当地的断层多和矿井的地压偏大，在煤矿层内的地质条件极不稳定，当地周边存在着相当复杂水纹和地质状况，中煤新集口孜东煤矿是一个典型矿井和特别的软岩矿区，地压大，作为典型对煤矿的掘进和支护技术进行剖析。该矿区进行煤矿开采中遇到的困难和技术难点主要有：一，随着往更深度的矿井区的掘进，每个煤层的地质结构必然遭到破坏，其中在顶板的岩性上有着比较突出的变化，拱状的围岩受到的外应力明显提高；二，此矿井内无论是顶板还是底板和矿区内的煤层都比较的松软致使容易破碎，因而在进行巷道的掘进中，比较难弄成形而且很容易变形，巷道的顶底板会产生很大程度类型的收缩，原因就是因为难以成型，所以巷道采取支护的方式较为困难，这样子就经常会发生“前掘后修”的现象，存在很大的安全生产隐患；三，因为该矿区的地质条件复杂性构造，巷道周边的断层和大坡度类型的巷道都很多；并且在该矿区矿井内。厚煤层的储量占很大的比重，所以厚煤层掘进作业时，进行巷道的掘进支护多数以全煤巷作为主要的对象，在进行掘进的过程中，全煤巷要求的掘进技术和支护的各类型的设备很高，因而确保全煤巷矿区安全与否是进行煤矿开采的关键性因素；四，传统模式多采用落后的掘进和支护的技术，和世界的先进机械化模式的掘进支护技术存在很大的差距，管理模式也达不到应有的标准水平；五，设备较落后导致了该矿区掘进能力存在很大的影响，如果在半煤岩巷区里发现硬度系数大于七的岩石层及岩石时候，矿井作业速度会受到严重的影响，类似本身设备的截齿和截割头各部件发生磨损可能性大大增加了，并且对巷道采取掘进支护设备也会遭到损伤。

2煤矿掘进支护技术存在的问题

(1)对掘进支护技术的重要性认识不足。矿区对开采中的掘进和支护技术重视不足，为了提高眼前的经济效益，往往不自觉得忽视了安全防范措施和技术保护手段，这在很大程度上限制了掘进支护技术的发展和实际应用。具体表现在，对开采区队的掘进支护技术的要求不够严格，在实际经济投入方面不充裕，对先进的掘进支护技术引进力度不够，开采过程对煤矿地质条件变化考查不足等。(2)国内煤矿掘进支护技术限制。与国际先进技术相比，实际现有的煤矿掘进支护技术无法完全满足煤矿开采的需要，在技术使用、机械化程度和管理等方面有待改进。(3)开采设备落后。先进的设备是提高煤矿掘进效率和增加煤矿开采产量的重要前提。

3复杂地质条件下煤矿掘进技术

3.1有针对性的选择机械设备

在煤矿巷道掘进施工的过程当中，需要根据施工巷道的实际地质条件、巷道施工长度等有针对性的选择施工中所使用的机械设备，这是煤矿掘进支护施工中的关键所在，在实际的施工过程当中，需要根据机械设备自身性能的差异性以及巷道的具体状况，对综掘机、连采机以及掘锚机进行科学的选择。一般来说，根据相关的标准规范要求，当煤矿巷道的长度不超过300m之时，掘进岩巷或半煤岩巷时，在实际的掘进施工中最为恰当的是选择综掘机，而一旦煤矿巷道的长度超过了300m，顶底板岩性稳定则需要选择连采机进行掘进施工，施工长度超过300m，顶、底岩性不稳定，易片帮时，需要选择掘锚机进行施工，并且在对施工中所使用的机械设备进行选择的过程中，可以根据设备自身性能的特征以及施工中所使用到的相关工艺技术进行有针对性的选择确定，其中，对于掘锚机而言，其在实际的应用过程当中能够有效的缩短施工准备的时间，从而使得施工人员能够有充足的时间根据巷道掘进的相关要求，选择切实可行的掘进施工工艺。在这一过程当中，需要从施工现场的实际情况，例如巷道断面状况、巷道施工长度以及岩层的硬度等，综合考虑多方面的因素，有针对性的进行选择，确保所选择的机械设备能够更加符合施工的要求。

3.2有针对性的选择截齿

在煤矿掘进施工的过程当中，对掘进机的截齿进行选择也是一个十分重要的环节，在这一过程当中，相关施工单位以及人员需要提高对截齿抗磨损度的重视，并将这一点当做截齿适用性选择的重要选择标准，截齿的质量强度愈高，那么在煤矿巷道的掘进过程当中能够有效的推进掘进的速度更快，减少作业的时间，并且还能够在确保掘进质量的前提之下，降低截齿的磨损程度，使得生产成本大大降低。

3.3临时支护技术

在复杂地质条件下掘进作业，也是对掘锚机的液压系统进行综合应用的一个过程，在实际掘进施工时，相关人员需要提高对机械设备系统稳定性以及系统闭锁装置的重视，在这一过程当中可以采用临时支护的方式，利用临时支护技术能够有效的确保煤矿掘进工作的顺利进行，使得掘进工作更加具有安全性。

3.4拨门放炮掘进转为机械化掘进

就目前而言，在当前复杂条件下的实际掘进过程当中，经常会受到各种因素的影响而出现一系列的技术性难题，面对这些技术性问题之时，需要对原有使用的机械设备进行一定程度上的创新，并对掘进机拨门施工的相关方式做好相应的研究工作，确保在实际的操作过程当中能够降低工作中所出现的阻力，为煤矿掘进过程当中的“零”爆破创造良好的条件，在一定程度上降低对环境所造成的污染并提高掘进安全系数。同时减少职工的劳动强度，提高安全系数。

4结束语

综上所述，随着时代的发展，煤炭已经成为了当前经济发展中必不可少的重要资源，伴随着的地质复杂等相关问题愈加的突出，在复杂地质条件之下掘进的过程当中，需要根据掘进施工中所遇到的实际情况，有针对性的选择实施切实可行的支护技术，确保煤矿巷道的安全性，保障工作人员的生命安全，保证煤矿掘进施工的顺利进行。

参考文献

[1]康园胜.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术研究.内蒙古煤炭经济,2016.17.33-34.

[2]王元华.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用.企业技术开发,2015,34.15.28-29.