地質條件對煤礦機械化掘進的影響分析

劉亞楠+劉浩

摘 要：煤礦在工業生產以及其他產業中的應用很是廣泛，使用量也很多，這就促進了我國煤礦生產企業的快速發展，進而大量的煤礦生產機械也應運而生，加大生產速度，提高生產效率。但是煤礦機械功能的發揮并不是一帆風順，在煤礦掘進的過程中，會受到地質條件的負面影響，如果相關人員不能對其采取有效措施，煤礦生產效率很難再進一步提高。

關鍵詞：地質條件；煤礦；機械化掘進；影響

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.064

煤礦機械化掘進指的是掘進巷道施工中采用現代比較先進的機械，完成一系列的采煤過程。掘進設備的性能關系著采煤質量。本文主要針對地質條件對煤礦機械化掘進的影響進行分析。

1 影響煤礦機械化掘進的地質因素

1.1 煤層傾角

在機械掘進的過程中，所面臨的煤層平整度不是很高，大多都是有一定的傾斜角度的，并且不同地方煤層傾斜角度不一樣，最常見的煤層傾斜度是近水平和緩傾斜，雖然傾斜角度很小，但是對施工機械造成的影響很大，一般這種大型的掘進機對地面平整度要求很高，稍有不慎，就有可能出現傾翻事件。所以掘進機在處于工作狀態時，相關人員要首先對掘進的煤層進行處理，使其平整度滿足要求，上山掘進，處理傾斜處底板，下山掘進，處理頂板，如此，掘進機才能保持平衡，順利掘進[1]。

1.2 斷裂構造

煤層斷裂也分為好幾種情況，它們對掘進過程造成的影響程度不一，負面影響最大的是斷層。影響主要有兩方面，其一斷層帶會使巖石喪失連續性，也就是不能保持完整狀態，這正好給了處于游離或吸附狀態的瓦斯提供了聚集之地，此處的瓦斯濃度必然會提高，掘進機在對此處進行破壞時，瓦斯要么會使操作人員窒息，要么會發生爆炸，使煤礦坍塌。其二巷道掘進量是一定的，但是斷層的位置也是要尋找的，所以在無形中，就會使廢棄的巷道增加。

1.3 煤層中的夾矸

夾矸分布于煤層之中，和煤粘結在一起，不僅會使煤不純，還因為自身硬度太大，導致掘進和開采設備與煤礦直接接觸的部分磨損十分嚴重，這樣，煤礦掘進進度就會產生影響[2]。

1.4 頂底板巖性

頂底板巖性指的是煤層頂板和底板巖石的結構強度以及穩定性，它會直接影響到煤礦機械化掘進效果。對于頂板來說，掘進設備在將煤礦石從煤層上切割下來時。會使頂板下降，下降的高度會關系到頂板是否能保持穩定狀態，不會發生坍塌，下降高度直接受到巖性的影響。對于底板來說，底板巖石的強度與硬度和底板強度直接掛鉤，如果底板的硬度是滿足掘進要求的，掘進過程將會很順利，如果硬度不夠，則證明底板是出于失穩狀態的，掘進效果是不好的。

1.5 煤層含水率與滲透性

煤層是存在于地下的，所以必然會和地下水或地表水處于同一空間中，只是保持平衡狀態，使煤層在沒開采之前不會受到水的大肆侵襲。但是在巷道掘進過程中，會將這種穩定平衡打破，地下水體會通過地層裂縫流進巷道中，如果不對其進行及時排除，它們會直接作用在底板上，使巖石巖性變差，在硬度和穩定性方面不能滿足掘進要求。

1.6 巖漿巖的侵入和局部沖刷

巖漿侵入煤層中，在后期冷卻凝固中，和煤層凝結在一起，形成巖漿巖和煤礦的綜合體，它使煤礦的純度不足，如果其存在于頂板上，就會使頂板的質量下降，使其喪失穩定性，掘進過程中，會使頂板下降高度增大，后期無法對其進行維護。另外巖漿巖的侵入使得煤礦層應度增大，采礦難度就會增加，不僅會磨損機械，還會阻止掘進腳步。另外，有些煤層附近有河流，這些煤層在長期經受水流的侵襲下，煤層厚度不能滿足設備的開采要求，就要從其他地方著手，多余巖石的處理也會浪費人力和物力。

2 減小地質條件對煤礦機械化掘進的影響的具體措施

2.1 選用性能良好的機械設備和先進的現代技術

不同的地質條件，對煤層的影響程度不同，但無疑都增加了煤礦掘進的難度，使掘進進度減慢，所以就要從掘進設備和掘進技術入手，對其進行完善和優化，使設備的性能能經受起不同地質條件下煤層掘進的考驗，相關人員在選用這種設備之前，要先對其性能進行試驗，還要對質量進行檢驗，避免在掘進過程中出現故障。另外，對于技術方面，煤礦生產企業可以加大對相關技術研究方面的資金投入力度，使研究人員得到支持。如果是其他人員研發出新技術，煤礦生產企業也要及時引進。

2.2 采取適當的支護方式

在煤層的不斷掘進過程中，煤層的頂板經受長時間震蕩，本身會失穩，通過后期維護，使頂板穩定性重新滿足掘進要求。但還有一種維穩效果比較好的方式，就是對頂板以及周圍相關部分進行支護，可以借助工字鋼梯形棚支護或者錨網拱形支護，支護工具的選擇可以根據頂層的穩定程度來確定。

2.3 保持排水系統暢通

排水系統主要針對的是通過裂縫滲透進巷道的含水層中的水，如此，頂底板的巖石巖性才不會受到侵蝕，要時刻保證掘進巷道是干燥的，就要對排水系統的位置做好安排，還要定期對排水管道進行檢查，看其是否暢通，因為在排水過程中，有可能夾雜一些泥土或者巖石之類，導致排水管道堵塞，影響排水效果，進而就會拖延煤礦掘進進程。

2.4 實施措施中需注意的事項

針對容易聚集瓦斯的斷層，在煤礦掘進之前，相關人員首先要對斷層的位置以及范圍進行調查和確定，還要關注頂板的穩定性是否滿足掘進要求，要根據頂板實際的穩定情況選擇合適的支護方式。對于煤層平整度特別差的地方，要根據機械設備前進的方向，對頂板或底板作出相應的處理，使掘進設備一直保持平衡穩定的狀態。對于硬度比較大的巖石，為了避免機械發生磨損故障，要提前對這些巖石進行處理，使其內部結構不再保持穩定狀態。

3 結語

地質條件對煤礦機械化掘進的影響還是很顯著的，不僅費時費力，耗費大量資金，嚴重情況下，還有可能造成大規模的人員傷亡，畢竟煤礦發生瓦斯爆炸，煤礦坍塌事件層出不窮。所以煤礦巷道掘進的負責人員有必要對影響掘進質量的地質因素進行分析，以采取不同的掘進措施，煤礦生產企業還要將資金投入到新型的掘金技術與掘進設備的開發中。

參考文獻：

[1]韓帥.地質條件對煤礦機械化掘進的影響分析[J].機械管理開發，2017（03）：93-94.

[2]陳遠云.復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術應用分析[J].內蒙古煤炭經濟，2012（10）：102+104.endprint