复杂地质条件下掘进工作面顶板控制技术分析

复杂地质条件下掘进工作面顶板控制技术分析

容宾宾 刘超辉 郑洪涛

陕西彬长小庄矿业有限公司 陕西 省 咸 阳市 712000

摘要：煤矿事故的出现必然会直接导致煤矿人员伤亡的严重情况,掘进开挖工作等方面的煤矿事故现状依旧会严重制约影响到目前煤矿开采生产的正常顺利进行。为此,掘进工作的顶板自动控制系统技术方案进行系统分析和设计，对于避免煤矿事故具有着关键的指导作用。

关键词：复杂地质；掘进工作；顶板控制技术

搞好复杂地质环境条件下的顶板技术控制，是目前煤矿巷道掘进技艺工作的重点所在,其中巷道掘进过程工艺技术主要涵盖巷道炮掘、综掘机掘进、连续式采掘机挖进等等。而本次文章所要分析的重点主要涵盖含有过薄土的基岩、过薄土断层、掘进工艺综采机的工作面，以及在输送巷道用机头直接驱动煤层位置的大型过断面、掘进工艺近距离深入煤层下面的大型煤巷等。

一、复杂地质条件下的工程概述

某些砂矿的内部地质结构状况较为松散,存在灰色砂岩、粉红色砂岩、多灰岩等,以及很长一段时间都没有受到砂质水体的严重侵蚀,从而导致使很多的砂质孔洞逐渐形成,以及砂质覆盖层内填充着大量砂质泥岩,结构不良有利于该矿回采以及建设用的巷道。并且在断层地质断裂结构上为斜坡隧道状的s形,区内显著地带有发育地质断裂,具备的地震挤压能力断裂破碎宽度范围大约是8m宽,延伸长度有300m。

跟此技术相配套的还是会面临需要节理一下地质基础构造的困难现状,因为工地宽度非常受限,在工地进行破土回采的过程时候,回风与破土掘进两个任务之间都会同时受到一定制约性的作用,非常容易导致发生碎石和破土片帮的多发情况。该研究课题重点分析的主要研究区域范围主要集中是浅表层页岩形成区域,存在严重的涉及邻近山区地方浅页岩层断裂塌陷等的危险情况,其中的主要岩层难以完全跨越(27~500)m。在前期建设大型矿区上,受到区域气候的严重制约,较难及时进行前期开产开采工作^[1]。

二、软岩层巷道的变形机制分析

对于目前设计比较现代化的新型弯道支护曲面而言,纵观绝大多数的新型巷道变形支护设计对策而言,设计的巷道支护对策形式的物理构造特点决定了其必须具备的各种局部径向变形物理特征。在分析设计人工支护道路巷道时的数据采集参数上,应主要考虑兼顾大范围岩量和压力等等因素。在研究确定作为支护层和巷道结构形式的很多材料种类上,应充分立足于对周围岩层的压力和植物发育的特殊节理条件加以研究选用。

对地质膨胀性材料加以分析探究,且根据矿区围岩地层矿物的地质粘土性和矿物弹性特点优化管理进行支护检测工作。对施工布置的大型煤矿道路巷道支护现状需要进行全面地分析思考,选用各种适宜锚喷支护的各种参数,像是在怎样选择钢筋锚喷支护孔的直径上,适宜尽量选择44mm的钢筋锚喷支护为1500mm的或管缝式的钢筋锚杆。

三、应对严重破碎矿体的技术措施

因为多层页岩中的煤质层上面和下面的采矿压力变化主导的原材料主要是页岩硬质多层页岩,面临的采矿压力变化关键问题主要因素是其页岩松性和煤质软性,在我们深入探究解决页岩煤层采矿区域压力变化问题的关键因素时候,应深入考虑研究如何确定周围区域分布的多层页岩硬质煤层采矿压力变化情况,且仔细研究分析附近和周围岩的硬质煤层采矿压力的不同变化及其节理。在稳定裂隙矿质长期发育容易产生酸性裂隙的复杂地质环境矿体构造原理问题上,需要不断研究软化这种裂隙岩岩矿石的特殊环境抗压性。除此之外,有效地配合组织实施开展两侧巷道的畅通风化和排水治理工作也是当前做好确保高速道路两侧巷道顺利畅通排水工作的一个重要关键因素^[2]。

在巷道进行回风掘进的支护过程中,对于巷道回风面在支护温度范围内的工作区里面的一些管理事项也都按照要求认真地对其进行管理加以控制,确保巷道回风支护工作面在进行中的过程中，进入巷道的回风整体环境空气质量标准是正常的,而回风支护工作面的支护温度范围也都要求相应的适宜。针对这种自动控制型最后围岩系统失稳式的处理破坏形式而言,在详细致地探究了解过了之前围岩保护系统的各种不同局部冲击损伤发生破坏后的状态影响现象之后,以上所需要体现的则主要是通过渐进式，以及最后结果式来分别表达最后的各种局部突变诱导效应力和局部突变耦合效应破坏结果以及不断发展演化的各种局部冲击损伤影响状态破坏形势。这样也就有了可以有效地将之前围岩系统冲击岩顶层和围岩保护冲击层的之间提供的压力直接传给到了围岩系统顶板的局部隔离层,从而很好最大程度地有效率的避免了发生因爆岩和掉落碎石而使的围岩发生破坏情况。

针对目前企业需要设计的各种企业通风设计需求进出问题,重点基于目前企业设计地质管理环境资源管理工作等各个方面的各种企业人力资源管理工作的实际资源使用情况要求一并综合加以分析设计进行管理,针对企业设计需要进出的各种风量,一般企业设计需要根据的总设计进出出风量及其设计进出需求一般范围是0.3m3/min。

为了有效率地确保专业选矿技术工作者在开采进行过程中矿工能够选择具备可靠与安全的各种类型矿体,根据不同类型矿山的所用矿体的大规模利用情况综合确定其所用矿体经济上和利用上的价值,结合当地矿体自然环境条件发展状况和国家专业矿体施工师及技术开发团队综合应用专业技术水平有效地正确组合选择各种类型矿体,从而按照国家设定的施工期进行开采。

四、巷道变形破坏机制分析

结合上面的问题探究,能够明确的一个问题仍然是,改变的自然地形和应力可能是造成煤矿施工巷道中的破坏力和变形的一个主导影响因素,这也可能只是其中的一种对周围岩层的压力。对于形成地质断层结构的岩体运动,能够对其形成岩体的地质构造层理平滑进行深入探究,而关键的直接影响要素也是层理平滑地质结构的运动岩体当中，很多地质裂隙在地面及其断层可能会持续形成，在开放性的巨大应力下也可能会严重影响制约，以及达到这些岩体的运动强度完全改变的情况^[3]。分析盘山岩体的纵向流变应力特点和一些导致岩体返修的关键应力要素,长或短时间横向运动的岩体构造过程造成的岩体应力梯度变迁可能是目前制约盘山巷道工程建设的一个根本原因所在。需要以岩层存储的部分岩层应力作为研究视角，再进一步研究分析地下岩层的运动机理。

对于合理布置煤矿巷道来讲,在深入探究上下节水处理层的变化断面之后,该区域煤矿区的巷道支护具备显著的上下节水处理深度发育变化特点,为了及时进行有效地巷道支护,应适当强化巷道支护的节理力度。通过井巷液压支架方式开展巷道支护布置工作,重点是在基于没有完全布置支护完成的巷道之前情况进行,应及时结合目前矿井的支护操作实际情况确定巷道支护的进行角度。根据砂岩输送巷的巨大穿行压力问题,需要通过各种锚喷支护结构加工成十字钢的整体构造,从而在整体上有效抵抗住周围岩的巨大压力。

结语：

总而言之，复杂地质条件下的煤矿掘进工作，需要从设计和管理两个角度对地质工程任务的有效论证，进而才能够确保相关工作开展的合理性和科学性，保障煤矿掘进工作的安全性，降低掘进风险和危险性。因此在相关工作设计的过程中，便需要立足基础保障原理，进行安全推导和工程设计，进而有效监督管理掘进工作的进行。

参考文献：

[1]张小强. 复杂地质条件下掘进工作面顶板控制技术[J]. 江西化工, 2020, No.149(03):150-151.

[2]王荣立. 复杂地质条件下巷道顶板控制与支护技术应用实践[J]. 黄金, 2018, 039(011):44-48.

[3]周天津. 深井高应力复杂地质条件下巷道顶板事故原因分析及防治措施[J]. 大科技·科技天地, 2010(12).