分析復雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進支護技術的應用

摘要：伴隨著現(xiàn)代經(jīng)濟社會的發(fā)展與持續(xù)推進，社會大眾日常生活與工作過程當中對于煤礦資源的需求量呈現(xiàn)出了極為顯著的發(fā)展趨勢，由此也帶動著煤礦企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。然而，不容忽視的一點在于：伴隨著煤礦企業(yè)對既有資源開采強度的不斷加大、開采深度的不斷延伸，煤礦開采區(qū)域，特別是集中性煤礦開采區(qū)域所處的工程地質(zhì)條件更加復雜與多變。在此過程當中，地質(zhì)條件可能對煤礦開采產(chǎn)生較大的影響，要求在掘進過程中對整個工作面進行良好的支護。基于此，本文著眼于河南平頂山煤礦開采工程地質(zhì)實際情況，詳細分析在此地質(zhì)條件作用之下，煤礦掘進支護技術的應用問題，并據(jù)此論證了其在提高整個煤礦采掘工作安全性與有效性方面所發(fā)揮的重要意義，希望能夠引起關注與重視。

關鍵詞：復雜 地質(zhì)條件 煤礦 掘進 支護技術 應用 分析

伴隨著煤礦企業(yè)對既有資源開采強度的不斷加大、開采深度的不斷延伸，煤礦開采區(qū)域，特別是集中性煤礦開采區(qū)域所處的工程地質(zhì)條件更加復雜與多變。在此過程當中，地質(zhì)條件可能對煤礦開采產(chǎn)生較大的影響，要求在掘進過程中對整個工作面進行良好的支護。在當前技術條件支持下，直接破頂法、退后臥底法以及錨桿臨時支護加U型鋼架法均適用于復雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進。與此同時，為保障上述掘進支護技術能夠得到有效且穩(wěn)定的應用，還需要從多個方面對其進行控制與關注。本文試針對上述相關問題做詳細分析與說明。

1 平頂山煤礦掘進地區(qū)基本地質(zhì)條件分析

平頂山煤礦掘進地區(qū)位于我國河南省境內(nèi)平頂山市，是我國開采時間較早的老礦區(qū)之一。在該礦區(qū)進行煤礦采掘作業(yè)的過程當中，發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的基本地質(zhì)條件復雜多變，不但斷層多、礦井地壓大，同時水文地質(zhì)條件也相對復雜。具體而言可以概括為以下幾個方面：首先，在該區(qū)域煤礦開展深度不斷延伸的過程當中，各個煤層頂板所對應的巖層屬性開始呈現(xiàn)出較為強烈的波動趨勢。其中，最為突出的一點表現(xiàn)為：起拱圍巖應力有著明顯的上升趨勢；其次，在該區(qū)域煤礦開采過程當中，礦井煤層、頂板、底板結(jié)構(gòu)松軟，潛在發(fā)生破碎的安全隱患。與此同時，在涉及到這一區(qū)域的巷道掘進工作過程當中，難以形成預期的巷道掘進工作面，可能產(chǎn)生極為顯著的變形問題。更加關鍵的一點是：在前掘后修的工作模式下，一旦在巷道掘進過程中發(fā)生底板的松軟問題，則勢必會引發(fā)臥機現(xiàn)象，影響整體施工進度的開展；最后，在針對礦井薄煤層進行開采的過程當中，礦井巷道回采工作面所對應的掘進支護技術主要以煤巷或者是半煤巖巷為主，由此使得此過程中對于巷道掘進速度的要求過高，在涉及到對斷層巷道以及大坡度巷道的掘進過程中，不但潛在安全隱患，同時也無法滿足巷道回采工作面的支護要求。

2 復雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護技術的應用分析

2.1 復雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護技術的分類：結(jié)合上文中所提到的平頂山煤礦所對應的復雜地質(zhì)條件，建議在此區(qū)域煤礦巷道掘進支護的過程當中，以錨網(wǎng)支護為最主要的選擇。其中，可結(jié)合實際情況，進一步在直接破頂法、退后臥底法以及錨桿臨時支護加U型鋼架法這三類支護技術當中合理選取。

2.1.1 首先，對于直接破頂法而言，此項掘進支護技術主要是利用掘進設備，直接針對斷層頂部進行破除，留下結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的頂板圍巖。在此基礎之上，以錨網(wǎng)索對其進行支護。在此過程當中，需要特別注意的是：對于頂板落差在2米以內(nèi)，且?guī)r石硬度在5級以下的頂板圍巖結(jié)構(gòu)而言，掘進過程當中可能引發(fā)大面積的頂板碎裂問題，因而支護難度加大。現(xiàn)階段，此項掘進技術多適用于對整體坡度較大且?guī)r石坡度較緩地質(zhì)條件下的煤礦巷道掘進工作。

2.1.2 其次，對于退后臥底法而言，在該煤礦掘進工作區(qū)域中，對于頂板結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)固、完整性較好，且頂板與地板絕對落差在2.5米單位以內(nèi)的情況下，可采取支護方式進行圍巖。在此過程當中，掘進機保持后退狀態(tài)，而臥底保持前進狀態(tài)，通過此種方式確保煤礦巷道內(nèi)部所對應的地位高度以及穩(wěn)定性能夠滿足相關要求。通過對此項支護技術的合理應用，可確保斷層頂板的完整性，同時達到提高圍巖結(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。

2.1.3 最后，對于錨桿臨時支護加U型鋼架法而言，在本文所研究的平頂山煤礦掘進工作區(qū)域內(nèi)部，存在較大落差的斷層，在這一條件下，圍巖結(jié)構(gòu)發(fā)生破碎以及坍塌的可能性均比較大。針對這一實際情況，需要采取超前支護、錨桿支護等臨時支護技術與U型鋼架固定支護技術的混合使用，最大限度地將錨桿傾斜角度控制為45°。在此基礎之上，需要借助于預緊力實現(xiàn)對圍巖結(jié)構(gòu)的加固，防止煤礦掘進工作面頂板出現(xiàn)破落問題，提高煤礦掘進工作面的安全性與穩(wěn)定性。

2.2 復雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護技術的關鍵問題分析：要想最大限度地保障復雜地質(zhì)條件下煤礦掘進作業(yè)的有效性，除選取合理的掘進支護技術以外，還需要通過對綜掘機的選型、截齒的選擇等問題加以詳細研究，以保障上述掘進支護技術能夠達到最高效的應用。具體可分為如下兩個方面。

2.2.1 一方面，綜掘機的選型問題直接關系到煤礦掘進支護技術的應用有效性。在此過程當中需要重點從以下幾個方面入手，衡量綜掘機是否能夠滿足煤礦掘進支護的相關要求：①巷道斷面的適用性；②切割功率大小；③切割強度大小；④運行效率高低；⑤配件供應質(zhì)量；⑥煤巖強度高低。

2.2.2 另一方面，對于截齒的選擇過程中，需要考慮的問題是對綜掘機截齒耐磨性強度的合理選取。選取高強度的截齒有助于提高煤礦巷道掘進過程中截割速度，同時防止截齒出現(xiàn)過大的磨損。然而，需要注意的一點是：當巖石硬度高于綜掘機的截齒切割能力的情況下，不應當繼續(xù)使用綜掘機設備進行強行切割，而應當改選為爆破作業(yè)的方式，防止設備出現(xiàn)損壞問題，提高設備的有效使用壽命。

3 結(jié)束語

通過本文以上分析不難發(fā)現(xiàn)：要想最大限度地保障煤礦開采過程中的安全性，同時實現(xiàn)對煤礦開采工作效率的合理提升，選取并成功應用合理的煤礦巷道掘進支護技術無疑是至關重要的環(huán)節(jié)之一。要求相關工作人員在充分分析復雜地質(zhì)條件構(gòu)成及特點的基礎之上，選取合理的掘進支護技術，針對掘進支護應用過程中的相關問題加以特別關注與重視，提高技術使用的合理性。總而言之，本文針對有關復雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護技術的應用及其關鍵問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

參考文獻：

[1]付永志.大斷面綜采開切眼掘進、支護技術探討[C].//第三屆全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術創(chuàng)新論壇論文集，2008：31-33.

[2]徐明先，韓永勝，劉忠家等.二道河子礦西區(qū)3#部Ⅱ條帶綜采面動壓區(qū)掘進支護工作分析[J].煤炭技術，2005，24（2）：33-34.

[3]廖生波.揭穿高瓦斯突出性煤層支護技術——淺談過石門突出煤層的掘進支護[J].煤炭技術，2005，24（3）：72-73.

[4]章慶豐，賈寶山，王曉陽等.模糊數(shù)學在改進掘進支護參數(shù)中的應用[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2003，22（z2）：85-87.

[5]周德琛.雙陽煤礦10號層煤多次反程序開采后復采研究[C].//中國煤炭學會水力采煤專業(yè)委員會2009年學術交流會論文集，2009：1-6.