复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用

复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用

刘力

山西沁新能源集团股份有限公司 046500    

摘要：煤矿掘进常常面临复杂的地质条件，这对支护技术提出了更高的要求。本文介绍了在复杂地质条件下采用的各种支护技术，包括钢筋网片加注浆体支护、喷射混凝土支护、注浆支护等，同时还介绍了这些支护技术的主要优点和不足。文章最后提出，对于复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用，应该综合考虑地质条件、工作面矿压和生产效率等多方面的因素，以达到最佳的支护效果。

关键词：煤矿掘进，支护技术，地质条件，注浆支护。

一、引言

煤矿掘进工作中，支护技术是确保矿井安全和保障生产的核心。复杂的地质环境往往是煤矿开采过程中面临的重要问题之一。如何在复杂的地质条件下实现高效的支护技术应用，一直是煤矿工程技术工作者所关注的问题。本文将介绍在复杂地质条件下采用的各种支护技术，并对其优缺点进行分析和比较，以期为煤矿掘进支护技术的应用提供参考。

二、复杂地质条件对支护技术的挑战

对于煤矿掘进中的复杂地质条件，支护技术的选择需要考虑多方面因素。首先，需要针对地质条件进行评估和分析。例如，在有水或有火的条件下，我们需要选用能够防水或防火的支护材料和技术。其次，需要考虑矿压情况，是否需要采用锚杆支护或打桩支护等技术来加强巩固顶板和宽大支护。此外，顶板松软也是煤矿掘进中常见的问题之一，特别是在部分煤层开采时，这种情况更加明显。在这种情况下，需要采用强力支护材料和技术，例如钢筋混凝土支护和液态喷射支护等。同时，对于宽大支护区域，应选用钢管混凝土支护材料和技术来加强支护效果。除了技术选择，施工阶段的管理和控制也十分关键。例如，在打钻和装药过程中，需要严格控制钻孔的直径和深度，以及装药量和压力，保证施工质量；在灌浆过程中，需要及时补漏，避免漏灌现象的发生。因此，在面对复杂地质条件时，需要充分利用科技手段，选用适合的支护材料和技术。同时，在施工过程中，需要注重管理和控制，保证支护质量。通过科学合理的支护技术和严格认真的施工操作，才能达到保护地质环境和人员安全的目的，实现煤矿生产的高效率和可持续发展。

三、常见的煤矿掘进支护技术

1. 钢筋网片加注浆体支护

钢筋网片加注浆体支护是目前最常见的煤矿掘进支护技术。其原理是通过预埋在巷道周围的钢筋网片和钢筋筋杆，形成一个稳定的空间支撑结构，再通过注浆体对钢筋网片实施加固，从而加强巷道的承载能力和稳定性。这种技术已经被广泛应用于各种地质条件下的煤矿掘进工作，其最大的优点就是简便易行，可以大大提高煤矿掘进的生产效率。钢筋网片加注浆体支护的缺点也较为明显，如在潮湿的矿井环境中易被侵蚀、钢筋网片难防锈蚀等。

2. 喷射混凝土支护

喷射混凝土支护方案是一种快速而广泛使用的支护技术，尤其适用于厚倾斜层煤突出等困难条件中。喷射混凝土运用了新型技术，对于混凝土本身的性能也有了要求。喷射混凝土支护的一大优点是其自重较重，因此能够较好的抵御地表和地下水压的侵蚀和侵入，增强了巷道的承载能力和稳定性。另外，喷射混凝土支护方案可以根据不同的地质条件进行优化设计，并采用适当的加筋措施，提高支护效果，增强巷道的承载能力。其缺点是施工时间较长，且工作面取出的混凝土难以清除。

3. 注浆支护

注浆支护技术是一种全新的煤矿掘进支护技术，其基本原理是通过高压水泥浆注入到气动钻孔中，对矿巷周围的松散层进行固化和加固，从而使其成为一个整体支撑结构。注浆支护技术适用于煤层构造复杂、软硬变化明显的地质环境中。当前这种支护技术在煤矿掘进支护中得到了较好的应用与发展，其优点是施工速度快，成本低、施工后不会破坏煤层的稳定性；其缺点是不能够直接支护煤层，而且需要使用特殊的注浆设备，增加了施工成本与施工难度。

四、技术选择的原则

在煤矿掘进中，选择合适的支护技术是保障煤矿生产安全和提高生产效率的关键之一。不同的地质环境和工作面矿压情况需要选择不同的支护技术。为了达到最佳的支护效果，我们应该从以下几方面考虑：

1. 地质条件

不同的地质条件需要不同的支护技术。地质环境因素如地层结构、围岩性质、地矿压力等是支护技术选择时需要考虑的重要因素。对于不同的地质条件，应综合考虑支护材料、支护结构以及支护方式，通过对地质条件进行评价和分析，选取适合的支护技术，以确保煤矿生产的安全和高效。

2. 矿压情况

矿压是煤矿掘进中非常复杂和危险的问题，因此应该针对不同的矿压情况采取不同的支护技术。例如，当矿井矿压严重时，通常需要选择钢架支护、锚杆支护等技术，这些技术能够加强巩固顶板和宽大支护；相反，当矿井矿压较轻时，可选用木材支护、片石支护等技术进行支护。

3. 支护材料

选择合适的支护材料也是非常重要的一环。通常，支护材料的选取需要考虑其耐腐蚀性、防火性、耐磨性等性能，以及施工难度和成本。同时也需要考虑环保性能，降低对环境的污染，避免对当地生态环境的破坏。通过综合比较种类、性能和成本等方面，选出最适合的支护材料，以确保支护效果的最大化。

4. 施工成本

煤矿掘进支护技术的施工成本也是需要考虑的重要因素之一。不同的支护技术因其所需设备、材料等不同，其施工成本也不同。通过控制施工成本，可以减轻企业经济压力并增加企业运营的效益。因此，根据实际情况选择适合的支护技术，并踏实控制施工成本，是企业经营和可持续发展的必要条件。

5. 经验教训

借鉴先前开采经验和经验教训也是选择支护技术时需要考虑的重要因素。对于支护技术的选择，不能单纯依赖于理论分析，还需要结合现场实践中的经验教训，进行综合分析和判断。针对不同的煤矿掘进情况，推广先进的技术和装置也是提高支护技术水平的重要手段。

五、总结

随着科技的不断进步，煤矿掘进支护技术不断发展与完善，为煤矿掘进工作提供了更加高效便捷的技术支持和保障。在复杂的地质条件下实现高效的支护技术应用，对于保护矿工生命安全和提高煤炭开采效率都具有重要的意义。因此，在实际的生产过程中，要根据具体的地质条件和矿压情况，综合考虑多方面因素选择适合的支护技术，同时加强煤矿掘进支护技术的研发和创新，提高技术水平，为我国煤炭产业的可持续发展作出贡献。

参考文献：

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[2]魏鹏达. 复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用标准[J]. 中国石油和化工标准与质量,2021,41(23):177-178.

[3]秦立朋,徐成,陈雪敏. 基于复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用[J]. 内蒙古煤炭经济,2021(5):135-136.