復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)探討

賈延坤

[摘 要]在不同的地質(zhì)條件下，煤礦作業(yè)要采取的技術(shù)方法不一樣，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，要求采取更好的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，以保證煤炭生產(chǎn)的安全和質(zhì)量。本文主要研究了如何在復(fù)雜地質(zhì)條件下做好煤炭的開采工作，主要提出了煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的措施和對(duì)策，供參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞]復(fù)雜地質(zhì)，煤礦，采煤掘進(jìn)，支護(hù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）13-0018-01

前言

一直以來，煤炭生產(chǎn)的過程中，技術(shù)就占據(jù)了重要的地位，如何發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量，這些都是極為有必要研究的課題，也是今后要重點(diǎn)重視的問題。

1 煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)概述

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)煤礦資源的需求量也日益增多，與之俱來的是煤礦資源開采過程的難度也在不斷增加。眾所周知，采煤的安全是煤礦開采中值得關(guān)注的首要問題，如何科學(xué)利用煤礦開采的掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)技術(shù)，從而保障煤礦開采的安全環(huán)境是煤礦開采的重要安全課題。煤礦采煤的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)作為煤礦開采的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，不僅是整個(gè)開采過程的順利進(jìn)行的必要組成部分，也為煤礦開采提供了安全保障。科學(xué)合理地實(shí)施煤礦開采的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，需要根據(jù)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)分析和仔細(xì)研究。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下的掘進(jìn)難度

2.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化

煤礦的開采是要逐漸由淺到深，在逐漸增加開采的深度的時(shí)候，煤礦原有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)一定會(huì)被破壞，重點(diǎn)突出在頂層板的巖石特性上，會(huì)發(fā)生比較明顯的變化，呈拱狀的圍巖會(huì)受到更大的外力作用，加大了煤礦的開采難度。

2.2 巷道的挖掘

在復(fù)雜地質(zhì)條件下，對(duì)于礦井而言，底部和上面圍巖都收到地質(zhì)構(gòu)造破壞，強(qiáng)度相對(duì)降低，易收到礦壓影響破壞，所以在巷道掘進(jìn)過程中有很大的困難，在這個(gè)過程中，巷道難以形成固定的形狀，并且在成行后還容易變形，巷道的頂部和底部的板塊容易發(fā)生明顯的收縮，因此支護(hù)技術(shù)在巷道中也難以使用，這樣就會(huì)導(dǎo)致一些安全事故的發(fā)生，會(huì)出現(xiàn)邊挖邊修的狀況，這種狀況嚴(yán)重影響了礦區(qū)的安全生產(chǎn)。

2.3 半煤巷礦區(qū)的安全

由于礦區(qū)的地質(zhì)條件復(fù)雜，會(huì)出現(xiàn)巷道周邊密集的落差較大的斷層，巷道坡度、起伏變化較大。進(jìn)行薄煤層的開采時(shí)，巷道的掘進(jìn)主要以半煤巷為主。在掘進(jìn)時(shí)，半煤巷對(duì)掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)各種設(shè)備的要求都相當(dāng)高。為保證礦區(qū)開采的順利進(jìn)行，要確保半煤巷礦區(qū)的安全。

2.4 技術(shù)、管理的問題

在采煤的掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)方面，我國與世界發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距。國外大多采用先進(jìn)的機(jī)械化模式進(jìn)行煤礦的開采，而我國一直是較傳統(tǒng)的開采模式，在技術(shù)和管理方面都達(dá)不到世界先進(jìn)水平。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

礦井不但斷層構(gòu)造多、礦井地壓大，同時(shí)水文地質(zhì)條件也相對(duì)復(fù)雜。在針對(duì)礦井薄煤層進(jìn)行開采的過程當(dāng)中，礦井巷道回采工作面所對(duì)應(yīng)的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)主要以煤巷或者是半煤巖巷為主，由此使得此過程中對(duì)于巷道掘進(jìn)速度的要求過高，在涉及到對(duì)斷層巷道以及大坡度巷道的掘進(jìn)過程中，不但潛在安全隱患，同時(shí)也無法滿足巷道回采工作面的支護(hù)要求。

3.1 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的分類

結(jié)合礦井實(shí)際復(fù)雜地質(zhì)條件，建議在此區(qū)域煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)的過程當(dāng)中，以錨網(wǎng)支護(hù)為最主要的選擇。其中，可結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)一步在直接破頂法、退后臥底法以及錨桿臨時(shí)支護(hù)加U型鋼架法這三類支護(hù)技術(shù)當(dāng)中合理選取。

3.1.1 首先，對(duì)于直接破頂法而言，此項(xiàng)掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)主要是利用掘進(jìn)設(shè)備，直接針對(duì)巷道頂部收斷層構(gòu)造影響的圍巖進(jìn)行破除，留下結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定的頂板圍巖。在此基礎(chǔ)之上，以錨網(wǎng)索對(duì)其進(jìn)行支護(hù)。在此過程當(dāng)中，需要特別注意的是：對(duì)于頂板落差在2米以內(nèi)，且?guī)r石硬度在5級(jí)以下的頂板圍巖結(jié)構(gòu)而言，掘進(jìn)過程當(dāng)中可能引發(fā)大面積的頂板碎裂問題，因而支護(hù)難度加大?，F(xiàn)階段，此項(xiàng)掘進(jìn)技術(shù)多適用于對(duì)整體坡度較大且?guī)r石坡度較緩地質(zhì)條件下的煤礦巷道掘進(jìn)工作。

3.1.2 其次，對(duì)于退后臥底法而言，在該礦井掘進(jìn)工作區(qū)域中，對(duì)于頂板結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)固、完整性較好，且斷層構(gòu)造落差在2.5米以內(nèi)的情況下，可采取后退臥底法進(jìn)行掘進(jìn)，采用錨網(wǎng)對(duì)超高的巷道兩幫進(jìn)行支護(hù)。在此過程當(dāng)中，掘進(jìn)機(jī)保持后退狀態(tài)，而臥底保持前進(jìn)狀態(tài)，通過此種方式確保煤礦巷道內(nèi)部所對(duì)應(yīng)的地位高度以及穩(wěn)定性能夠滿足相關(guān)要求。通過對(duì)此項(xiàng)支護(hù)技術(shù)的合理應(yīng)用，可確保巷道受斷層影響頂板的完整性，同時(shí)達(dá)到提高圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要目的，有著極為突出的安全性優(yōu)勢(shì)。

3.1.3 最后，對(duì)于錨桿臨時(shí)支護(hù)加U型鋼架法而言，在礦井掘進(jìn)工作區(qū)域內(nèi)，存在較大落差的斷層，在這種條件下，圍巖結(jié)構(gòu)發(fā)生破碎以及坍塌的可能性均比較大。針對(duì)這一實(shí)際情況，需要采取超前支護(hù)、錨桿支護(hù)等臨時(shí)支護(hù)技術(shù)與U型鋼架固定支護(hù)技術(shù)的混合使用，最大限度地將錨桿傾斜角度控制為45°。在此基礎(chǔ)之上，需要借助于預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的加固，防止煤礦掘進(jìn)工作面頂板出現(xiàn)破落問題，提高煤礦掘進(jìn)工作面的安全性與穩(wěn)定性。

3.2 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦綜掘機(jī)械化掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵問題

3.2.1 一方面，綜掘機(jī)的選型問題直接關(guān)系到煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用有效性。在此過程當(dāng)中需要重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面入手，衡量綜掘機(jī)是否能夠滿足煤礦掘進(jìn)支護(hù)的相關(guān)要求：①巷道斷面的適用性；②切割功率大?。虎矍懈顝?qiáng)度大??；④運(yùn)行效率高低；⑤配件供應(yīng)質(zhì)量；⑥煤巖強(qiáng)度高低。

3.2.2 另一方面，對(duì)于截齒的選擇過程中，需要考慮的問題是對(duì)綜掘機(jī)截齒耐磨性強(qiáng)度的合理選取。選取高強(qiáng)度的截齒有助于提高煤礦巷道掘進(jìn)過程中截割速度，同時(shí)防止截齒出現(xiàn)過大的磨損。然而，需要注意的一點(diǎn)是：當(dāng)巖石硬度高于綜掘機(jī)的截齒切割能力的情況下，不應(yīng)當(dāng)繼續(xù)使用綜掘機(jī)設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)行切割，而應(yīng)當(dāng)改選為爆破作業(yè)的方式，防止設(shè)備出現(xiàn)損壞問題，提高設(shè)備的有效使用壽命。

4 結(jié)束語

綜上所述，做好礦井掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的研究工作，提高礦井開采安全系數(shù)，有助于深入發(fā)掘煤炭生產(chǎn)的潛力，并將其技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，更好的應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)之中。

參考文獻(xiàn)

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