浅谈复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用

浅谈复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用

闫维军

龙煤双鸭山矿业有限责任公司安监局驻矿安监处 黑龙江 双鸭山 155100

摘要：在社会的发展过程中对于煤炭资源的使用需求在不断的增加，因此需要通过合理的开采掘进技术保证煤炭资源的合理开发。随着以采煤机、刮板输送机、液压支架为代表的综采设备的不断投入使用，煤矿井下综采作业效率得到了空前的提升。为了适应自动化设备井下综采作业需求和高效转运需求，对井下巷道的尺寸和支护安全性、掘进效率均提出了更高的要求。在传统的支护方案中主要是利用被动支护的方案，以锚杆支护为主、灌浆支护为辅，但在井下复杂地形条件下灌浆支护凝固效率低、浆液传输工作量大、经济性差，无法适应高效掘进的需求。

关键字：复杂地质；采矿掘进；支护技术

引言

巷道在掘进过程中不可避免地需穿越断层破碎带等复杂地质构造区域。复杂地质构造区内巷道围岩控制一直是矿业界和岩石力学界研究的焦点。复杂地质构造区巷道在破碎围岩和强烈构造应力的双重作用下，巷道极易发生大变形并导致支护结构失稳破坏，可能引发冒顶、片帮等事故，严重制约着巷道掘进速度，并给巷道围岩与支护结构的长期稳定和安全带来了巨大威胁。

1.巷道掘进和支护技术在采矿工程中的作用

采矿工作在开展之前，工作人员必须要重视巷道掘进工作的开展，维护巷道掘进工作的安全性，保证在开工的过程中工作人员的人身安全不受到威胁。如果能使用较为先进的支护技术，就能保证巷道掘进工作能够在相对的稳定的环境中运行。因此，在进行巷道掘进施工过程中，必须要保持采矿巷道的环境安全，推动后续采矿工作有序进行，在这里我们必须要意识到一个现实的问题，在进行巷道掘进作业过程中往往要面临较为复杂的地下环境，如果地下存在较多的软岩土，那么在巷道掘进施工的过程中就容易出现塌方事故，威胁到生命安全。施工人员要强化支护技术的具体运用，重视决定工作的安全保障，优化工作方式，丰富支护技术的实际使用范围，这样才能为整个采矿工作提供较为安全的施工环境。

2巷道掘进和支护技术的影响因素

2.1地质条件

巷道掘进和支护技术必须要注意地质条件，我国的面积广阔，地质条件复杂，有些地区的地质环境非常脆弱。地下的环境相对于地表来说更脆弱，而且不容易被勘测到完整的参数。地下有时候会出现地下水、断层、岩石等不同的情况，这些情况都会给采矿工程带来难度，有时候还会影响其稳定性，进而威胁采矿工人的生命安全。所以，在进行巷道掘进和支护技术的工作时，一定要注意当地的地质条件，在地质环境比较复杂的地区要注重综合分析，结合当地的实际情况，因地制宜，对工程措施做出调整。

2.2围岩环境

巷道的环境以及稳定性与围岩密不可分，围岩的稳定性是保障施工正常进行和采矿人员安全的基础。在开采之前，需要专业的勘查人员对开采地的岩石情况进行勘测，查看围岩情况，修建符合行业标准的巷道。巷道掘进工作必须要重视围岩，如果周围的岩石比较脆弱，在施工的时候就很容易发生塌方，进而堵塞洞口，威胁采矿人员的生命健康。所以在巷道掘进的时候，一定要注意地质应力的载荷能力，如果围岩过于脆弱，可以采用锚杆技术，增强围岩的强度。支护作用也要重视围岩的强度，根据围岩不同的情况分析，支护力度不一样，采用的方法和材料也不一样。

2.3地应力

地应力是影响复杂地质条件下巷道掘进和支护技术的一个重要因素，主要体现在影响岩体的位移。当地应力增大的时候会导致岩体位移增大，这样就容易造成支护工具的变形移位，或者是导致塌方，影响采矿工作的顺利进行。但是针对于地应力因素来说，因为变化比较缓慢并且较为容易勘测到完整的参数，比较起其他的因素来说比较可控。勘测人员在前期分析的时候一定要注意地应力会给巷道和支护技术带来的影响，以便规避风险。

3复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用

3.1锚注支护技术在软岩动压巷道的应用

复杂地质条件下软岩动压巷道作业更为复杂，为保障掘进与支护工作的顺利推进，采矿作业人员需在实际的工作过程中，以锚杆支护技术为基础，利用注浆巩固技术，形成锚注支护技术，这一技术是传统技术上的创新，能够充分发挥锚固技术与注浆技术的优势，利用注浆的方式来改善软岩的性能，从而使得软岩的强度有所提升。在煤矿采掘作业中，如果面临的是软岩的作业环境，通过锚注支护技术，能够大大减少软岩破碎的发生，提高岩壁的稳定性，进而使得整个的采矿作业更为安全。

3.2预制钢筋混凝土支护

预制钢筋混凝土技术所消耗的成本较小，但是其实际使用也存在一定的缺陷，比如承重力较小、伸缩性较差。当前，在地下巷道支护技术中，工作人员较为常用的是吊环型前探梁技术，这一技术能够给巷道掘进工作提供安全保障。首先，工作人员要确定相关的长度参数，在地下巷道中设置吊挂前探支架，其次，保证有两个以上的受力点为加固设施提供稳定的着力。

3.3全螺纹锚杆支护技术的应用

全螺纹锚杆是全螺纹锚杆支护技术的关键，这种锚杆的性能相对特殊，可以有效避免传统锚杆支护技术下存在的各种问题。与普通的锚杆相比，全螺纹锚杆的应用过程中省去了对螺纹的二次加工与紧固环节。在具体的应用过程中，也就保障了锚杆强度的均匀分布，全螺纹锚杆技术的具体应用过程中，基本上不存在侧压力集中所引发的薄弱截面断裂情况。此外，全螺纹锚杆的生产成本较低，可以被广泛地应用于各类巷道中，应用不仅实现了巷道支护成本的控制，还使得巷道支护工序大大减少，保障了巷道支护质量。

3.4锚杆支护技术

锚杆支护技术一般来说会运用在复杂地质条件下永久支护工程中。首先，工作人员要科学的计算杆体抗拉和抗剪的承受力，确保锚杆符合质量标准，同时要根据巷道的综合情况计算出锚杆之间应当具有的间距。其次，工作人员还应当将托板的厚度进行强化，防止托板变形，导致巷道掘进工作出现安全事故。除此之外，在锚杆支护技术的运用中，工作人员还应当对整个掘进工程的整体过程进行全面的监测和观察，及时解决问题，维护支护技术的安全使用。

3.5掘进机端部支护结构优化

在掘进机的端部由于断面尺寸相对较大，因此在掘进过程中容易出现冒顶事故，因此是快速掘进过程中巷道顶板支护的关键，结合巷道掘进工艺和支护安全性需求，提出了三次成巷快速支护方案。在掘进过程中首先对巷道中间大面进行一次成巷，然后进行巷道大面锚索网联合支护，在此支护时需要沿着巷道施工走向先形成“井”字型的支护结构。支护完成后再对左侧和右侧分别进行成巷，从而确保了在不影响巷道掘进效率和质量情况下优化支护结构，提高支护效率和支护稳定性。

3.6连续采煤机技术

由于采矿工程所在的区域不一致，每个地方的地质条件都不一样。有些采矿区域刚好存在较大的断面，传统的掘进技术不适合这样的地质条件，对于这种情况，就需要采用连续采煤机技术。连续采煤机具有截割宽度大的特点，可以将多种工序集成到一种设备上，有效减少了常规采矿工程中的步骤，大大减少了断面对于采矿工程的影响。在利用连续采煤机的时候要注意对每个流程都加以监督，时刻关注着断面的情况，避免危险的发生。

结语

随着近些年我国采矿技术水平的不断提升与创新，对于煤矿开采行业起到了很大的影响，同时对于掘进与支护技术都提出了更高的要求，为了保障采矿作业的高效进行，避免采矿工程实施中各种不利因素的影响，相关人员在实际的工作过程中，需结合现场的环境条件，选择恰当的掘进与支护技术，还需要不断地加强使用现代科学技术，提高采矿作业的整体效益。

参考文献

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