復雜地質條件下的煤礦采煤掘進支護技術質量及其運用分析

張蒼 耿建軍 揚毅

摘要：煤礦資源是一種不可再生資源，自二十世紀開始我國就大量地開采各地區(qū)的煤礦資源，很多地質條件較好地區(qū)的煤礦資源已經(jīng)很少了，這就迫使煤礦企業(yè)將煤礦開采轉移到地質條件較為復雜的地區(qū)。然而由于地質條件比較復雜，所以開采難度和危險系數(shù)也就更大，這就要求煤礦企業(yè)必須切實做好煤礦掘進支護工作，以此來提高煤礦開采的安全性與有效性。

關鍵詞：復雜地質條件;煤礦采煤掘進;支護技術;質量;運用

1復雜地質條件下煤礦采煤掘進面臨的困難

不論是何種地質情況下的煤礦掘進工作，隨著其掘進的深入，頂板受力和拱狀圍巖受力情況都會發(fā)生較大變化，頂板圍巖和拱狀圍巖受力明顯增加，而在這種情況下，如不能進行較好的支護作業(yè)很容易出現(xiàn)松動塌方等危險情況。而從復雜地質條件下的煤礦掘進作業(yè)來看，其難點問題相對較多，首先，在不同區(qū)域進行掘進作業(yè)時，其圍巖性質變化比較明顯，不同區(qū)域的圍巖，在掘進過程中，由于整體性質不同，因此受掘進影響而產(chǎn)生的受力變化也不同，在這種情況下，如不能做好前期勘探和作業(yè)中分析工作，很容易導致支護和掘進技術應用不合理，這是發(fā)生安全事故的重要原因。其次，由于復雜地質條件下進行煤礦掘進作業(yè)，多數(shù)情況下其巷道坡度相對較大，因此在角度和地質情況的影響下，隨著掘進工作的不斷推進巖層受力變化情況比較明顯，在這種情況下，支護技術和具體支護技術的設計方案都要隨之變動，這也大大增加了掘進工作的難度。最后，由于很多煤礦企業(yè)在掘進作業(yè)過程中支護技術發(fā)展滯后，因此，不能采取科學的支護方式來保障作業(yè)安全，企業(yè)自身具備的支護技術難以滿足復雜地質條件下煤礦掘進作業(yè)要求，這也是當前在該類型煤礦掘進作業(yè)中面臨的重要問題。

2復雜地質條件下的煤礦采煤掘進支護技術運用

2.1直接頂破技術運用

直接頂破壞技術主要用于斷層區(qū)域和松散的土壤中。它可以大大降低安全生產(chǎn)的風險因素，提高總體采礦率，還可以穩(wěn)定圍巖，從而確保支護技的利用價值來最大化。需要說明的是，在采煤區(qū)從頂板開采巖石的過程中，一旦上部巖石的硬度在0.7-3.0的范圍內，表明頂部的巖石層存在硬度和強度的脆性問題，并且存在采礦技術破裂的可能性。此時，解決此問題的最佳方法是利用隧道支護技術，進一步提高直接破頂技術的應用價值，為穩(wěn)定整體開采項目的運行提供良好的技術保證，并確保了現(xiàn)階段的煤炭開采行業(yè)的高效發(fā)展。

2.2后退臥底的支護運用

在煤礦掘進與開采作業(yè)中，時常會發(fā)生斷層上移或是下移問題，若不加以有效處理，勢必會嚴重威脅到人員的生命安全。針對這一問題的處理，可對后退臥底支護方法加以有效運用，來盡最大可能降低斷層上移或是下移所帶來的不利影響。若巷道斷層的落差值小于2.4m，且有關頂板的強度符合安全要求，可選擇錨網(wǎng)索支護方法來對巷道圍巖進行科學合理地支護處理，使之強度符合相關規(guī)范。在落實圍巖的支護處理時，相關掘進機應退后10m左右。若煤礦掘進的施工面坡度小于土坡坡度，臥底可以選擇低于13°的載坡，借助這一支護技術，確保巷道高度符合有關的支護規(guī)范。若煤礦掘進方向出現(xiàn)相應的煤層下移情況，也可選用后退臥底支護技術，將臥底推至相關的斷層處，讓相關頂端達到斷層上面的煤層，然后再借助錨桿支護技術進行支護處理。可以說，通過對后退臥底支護技術進行有效運用，既能夠降低煤礦掘進作業(yè)對巷道頂端圍巖的不利影響，還能夠提升相關圍巖構造的穩(wěn)固性，獲得顯著的支護成效。然而該支護技術的運用，需要的工作量非常大，會提高巷道的高度，故而在運用這一支護技術時，應配合選用錨網(wǎng)索加固的方式，避免上述不良情況的發(fā)生，在極大程度上確保煤礦掘進施工的安全順利開展。

2.3錨桿支護技術運用

錨桿支護技術作為巷道高強支護方案核心構成，實際應用該技術過程中，施工工序包含三大模塊，即錨桿組合、聯(lián)結、加固。采煤掘進施工過程中，巷道施工會破壞原有巖層結構，造成其自身穩(wěn)定性難以保證，為進一步保證巷道施工安全性，提升巖層結構穩(wěn)定性，需要錨桿入駐可靠性較高的底層中互連聯(lián)結，確保巷道圍巖穩(wěn)定性。錨桿支護施工過程中，應根據(jù)開采掘進實際狀況合理選取錨桿類型，并將其進行合理組合，在巷道內部形成組合梁和拱，有助于減少冒頂安全事故發(fā)生。錨桿加固作為最后環(huán)節(jié)，需根據(jù)采煤掘進實際狀況，選取合適的錨桿群，確保巷道處于錨桿群作用下，形成一個閉合的承載體，保證錨桿整體質量。錨桿支護與液壓支架支存在差異，錨桿支護核心強調充分發(fā)揮防御性支護功能，煤礦開采掘進過程中，錨桿支護應根據(jù)實際狀況調整，確定支護方案時應對其周圍巖層結構變化進行系統(tǒng)性勘查，掌握其全面的資料數(shù)據(jù)，保證支護方案適用性及合理性。

3復雜地質條件下的煤礦采煤掘進支護技術質量控制

3.1重視巷道斷面的施工，控制支護的變形

巷道斷面依照巷道的通風、運輸?shù)惹闆r進行綜合化的考慮，比如說可以與實際情況相結合，使用錨索、錨網(wǎng)與噴漿結合的方式進行支護，對于一些地質破裂帶可以使用型鋼支護或者格柵鋼支護的方式，而工作面的回風巷、運輸巷等主要是用工字鋼的方式進行支架支護，通常需要與實際情況相結合，控制支護的變形，以符合運輸、通風、行人的要求。

3.2明確掘進機界點，保證煤礦開采的安全性、穩(wěn)定性

綜合掘進機、普通掘進機的界點對巷道的長度有決定性的影響，在開采煤礦的過程中施工人員一定要注意對掘進機的信號進行科學合理地選擇，充分地對掘進機進行利用，保證掘進機的效果有效地發(fā)揮出來。通常而言，如果施工長度在300m以下，就可以使用普通掘進機進行掘進，如果施工長度過長，達到了300m以上就需要對綜合掘進機進行利用，合理地對掘進機進行選擇，可以有效地讓開采的時間縮短，提升煤礦開采過程中的效率，減少煤礦開采時的損耗，保證煤礦開采的安全性、穩(wěn)定性。

3.3使用適合于煤礦井下復雜環(huán)境的掘進支護開采設備

面對著煤礦井下復雜多變懂地質地貌環(huán)境，在煤礦資源的開采過程中，也需要結合煤礦開采的實際情況，使用適合于煤礦井下復雜環(huán)境的掘進支護開采設備，從而通過先進技術和設備的使用盡量減少煤礦開采的難度以及煤礦井下掘進支護的搭建難度。在使用掘進支護開采設備的過程中，第一，需要對煤礦開采場所周圍進行勘探活動，進而明確煤礦開采場所周圍的地質地貌類型，進而判斷是否需要使用煤礦井下掘進支護技術，或者是初步確定選擇何種煤礦井下掘進支護技術。第二，需要派遣專業(yè)的技術工人前往煤礦井下進行實地勘探，考察此種煤礦井下環(huán)境是否需要改變原定的煤礦井下掘進支護技術的使用方法，并且選擇和使用適合于煤礦井下復雜環(huán)境的掘進支護開采設備。第三，需要進一步考察所選擇的煤礦井下掘進支護技術是否能夠貼合煤礦井下的復雜地質地貌環(huán)境，也需要考察煤礦井下掘進支護技術是否可以有效地開展搭建工作等等?？偠灾?，通過對煤礦井下復雜地質地貌的仔細考察和研究，從而確定煤礦井下掘進支護技術的具體使用方法。

4結束語

煤礦井下的復雜且多變的地質地貌環(huán)境對煤礦井下相關開采活動的正常進行有很大影響，需要不斷的改進與創(chuàng)新煤礦井下掘進支護技術。本文立足于煤礦井下的復雜地質地貌情況，詳細地分析了煤礦井下掘進支護技術的具體應用方法。希望通過本文的研究可以促進我國煤礦井下掘進支護技術的不斷發(fā)展。

參考文獻

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