復雜地質條件下煤礦掘進支護技術研究

焦坤鵬

摘 要：煤礦綜采過程中，利用炮采、錨網等先進掘進支護技術對采煤工藝進行合理改進，能夠有效的提高煤礦的掘進速度，提高采煤效率。本文以復雜地質條件為背景，探討了煤礦掘進過程中對應的支護技術，以此提高煤礦安全生產及管理水平。

關鍵詞：復雜地質；煤礦掘進；支護技術

對于煤礦開采，我國絕大多數都是井工開采。據有關數據統計，我國80%的煤礦開采都是井下作業，這樣的開采就是井工開采，眾所周知，煤礦開采地質條件極為惡劣，尤其是井下作業，開采難度更大，我們必須在地下挖掘各類巷道，這就需要做好掘進支護施工，如支護方法選擇不當，極易產生塌陷等危險，且對井下工作人員的人身安全造成嚴重威脅，為此，如何做好煤礦產業在復雜地質條件下的掘進支護施工就顯得尤為重要。

1 復雜地質條件下煤礦掘進的技術難點

復雜地質條件下，掘進工作開展難度較大，主要體現在以下幾方面：

第一，巖石應力比較大，隨著開采的不斷地進行，掘進的難度加大，礦井內的巖石不斷地變化，巖石的應力增加導致了挖掘的巷道比較容易起拱破裂，造成塌陷；

第二，如為高應力軟巖地質，煤炭雖比較硬，但非常容易碎裂，在煤礦的開采過程中，挖掘巷道的工作難以進行，難以形成巷道，由光爆掘進，變形就會相應的加大，這就使得支護好的巷道隨之都會發生移動，支護的工作難以進行，開采的過程中就會出現前面挖掘，后面修補的情況；

第三，由于地質條件非常的復雜，存在很多的斷層，這樣就會出現很多的大坡度的巷道，加大了施工難度；

第四，開采中，通常煤炭在厚煤層的煤炭儲量比較大，通常以煤巷為重點，這種開采對于支護的要求比較高。

2 復雜地質條件下煤礦掘進支護的關鍵技術

1、綜掘機和普掘機臨界點的合理確定

通常而言，掘進機臨界點的確定的關鍵是巷道的長度，而巷道的長度是根據掘進設備的實際掘進操作來確定的。一般，當掘進工作面的長度在300m以下時，需要采用普通掘進機進行掘進生產。當掘進工作面的長度在300m以上時，則應該采用綜掘機，這樣能夠充分發揮兩者在不同掘進工作面的施工優勢，保證有良好的施工工藝。

2、合理選擇綜掘機型號

綜掘機設備的型號選擇過程中需要考慮這樣幾個方面的內容：設備應該與巷道斷面相對應、掘進設備結構緊湊程度、煤礦巖層強度、綜掘機的截割功率、綜掘機的截割強度、設備的生產效率、設備配件供應狀況以及設備的維修周期等。

3、合理應用臨時支護技術

在采用綜合掘進進行煤礦掘進時，需要應用到綜掘機的液壓系統，應該根據液壓系統的穩定性及停開機過程中的閉鎖裝置合理使用對應的支護方式。在實踐過程中，主要應用綜掘機的機載液壓鎖進行臨時支護。這樣可以有效降低工作量，保證掘進工作順利、安全、可靠的進行。

3 綜掘錨網支護過斷層技術分析

在巷道掘進的過程中，經常會遇到斷層的地質問題。尤其是在復雜地質條件下，這些斷層使得煤層之間的連續結構受到破壞，圍巖出現破碎問題，礦體壓力出現較大的波動，影響煤礦的整體掘進速度，直接威脅到煤礦的安全生產。本文結合煤礦斷層的不同情況，對錨網索支護綜掘過斷層的幾種方法進行論述。

1、后退臥底法

在掘進過程中，當巷道斷層出現下移的問題時，可以采用后退臥底的支護方法。當斷層的落差h<2.5m時，且直接頂板強度較大時，可以采用錨網索支護的方式，對周圍圍巖進行控制。在支護過程中，將掘進機后退l0-15m。由于掘進機要求工作面的施工坡度應該小于土坡，因此巷道采用小于12°的載坡進行臥底，這樣可以保證整個斷層的下巷道高度能夠達到設計的支護需求。采用后退臥底過斷層的支護方式之后，可以不對頂板圍巖造成破壞，有效保證了圍巖的結構穩定性，但是這種支護方式由于臥底工作量較大，巷道的高度增加。因此，在過斷層的過程中，應該首先采用錨網索對頂、幫和斷層面進行全面的加固，避免由于臥底造成的巷道超高問題，保證巷道安全。

2、直接割頂法

對于高度差h<2m的斷層，由于斷層會造成斷層的下移。這時，若頂板強度較低時，將發生破壞，導致其不能進行保留，可以采用掘進機將這些巖石進行截割破碎，然后對頂板強度較大的巖石進行錨網支護。這種方法避免了由于支護斷層處巖石破碎導致巷道存在的安全隱患，同時也避免了由于需要后退臥底導致的工作量增加的問題，適當增加了施工速度。

3、起坡臥底、頂煤放炮法

在掘進過程中，若斷層導致煤層整體上移時，則可以采用該方法。當巷道揭露0.7m斷層時，這時通常采用角度小于12°的起坡臥底進行掘進，在到達沒頂板之后恢復正常的掘進方向。當斷層的落差h>2m時，應該采用點小炮的方式將超出綜掘機最大截割高度的頂煤適當震落。采用這種方法過斷層，由于巷道暴露的高度較大，處于斷層與下盤頂板之間的三角區域煤礦不能保留，使得頂板的兩幫和斷層面的支護難度較大。因此，在斷層揭露之后，應該馬上對斷層進行及時的錨索支護，保證整個巷道的支護安全可靠。對于斷層高度為2-4m時，由于掘進機的最大截割高度上的頂層煤厚度達到了1.3-33m，不能采用放小炮震落的方式。這時，可以結合隧道施工的臺階施工方法，對上半部分已經施工完畢的巷道采用炮掘錨網支護，然后再對下半部分巷道進行后退臥底支護。

4 結束語

綜上所述，煤礦開采是比較危險的工作，尤其是在復雜地質環境下，開采難度更大，這就需要提高煤礦掘進支護措施的安全性能和可靠度，最大限度的保障工作人員的人身安全。目前，我國機械化水平較低，必須進一步提高機械化水平，加大支護研究力度，有效提升我國煤炭開采效率及安全性，推動我國煤炭事業更快更好地發展。

參考文獻

[1]趙建華，陳亞東，徐洪澤等.濱湖煤礦復雜地質條件下煤巷綜掘錨網支護掘進技術[J].科技創新導報，2010（21）：85.

[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）：102-103.

[3]柴春良.過極復雜地質異常帶安全施工技術實踐[J].城市建設理論研究，2012（3）：55-59.