復雜地質條件下煤礦掘進支護技術應用研究

楊健

（棗莊礦業集團蔣莊煤礦，山東 棗莊 277519）

我國是資源和能源的使用大國，各項工業生產活動以及經濟建設活動都需要使用到大量的煤炭和礦產資源，所以煤礦資源在國民經濟建設中起到了關鍵作用。當下，我國經濟發展速度較快，人們對煤礦資源的需求總量也有所增加，這就給煤炭的開采工作帶來一定的困難。煤礦資源是不可再生資源，企業陸續開發了很多地質條件較好地區的煤礦資源，而地質條件較好地區的煤礦資源數量有限，當開發到一定程度后，煤礦開采企業只能開發地質條件較差地區的煤礦資源，這就使得開采難度不斷增加。另外，在地質條件較差的地區開展煤礦資源開采與掘進工作會大大提升煤礦開采的危險系數，使煤礦開采的效率難以得到有效保障，還會嚴重威脅到施工人員的生命財產安全。所以企業在進行煤礦開采和挖掘工作的時候必須做好掘進支護工作，更好地保證煤礦開采工作的順利進行。

1 煤礦掘進支護技術實際運用過程中的注意事項

1.1 巷道斷面出現問題

煤礦在實際掘進的時候需要使用到掘進技術，而運用掘進技術需要巷道斷面和大小符合相應的標準。一般來說，巷道斷面與利用效率關系密切。所以，煤礦開采工程中巷道斷面大都是矩形構造，這能夠更好地運用掘進技術，還可以有效地提高煤礦的開采速度。故施工技術人員要確保巷道挖掘工作的安全性，并使巷道處于大斷面狀態之下，這樣就能夠有效地運用大型機械設備到巷道的挖掘開采工作中來。

1.2 煤礦的支護技術較為落后

目前，我們國家煤礦企業在開采資源和能源的時候沒有運用較為先進的煤礦支護技術，所用支護技術比較落后，一些施工裝置和技術也不太先進，如果煤礦開采工程處于地質條件較差的環境之下，那么就會很難有效地達到資源開采的需要，也會嚴重阻礙我們國家煤礦開采技術的進一步發展和完善。

1.3 巷道圍巖上出現問題

因為煤礦工程企業處于較為復雜和多變的環境之下，煤礦巷道中圍巖的穩固性較差，如果巷道的支撐強度與實際標準不相一致，容易出現煤巖層斷裂的現象，也就會影響掘進工作的順利進行。其次，工程企業在開采煤礦資源的時候也會削弱煤炭圍巖的支護強度大小，并且影響巷道的穩定，存在較大的安全隱患。煤礦企業在進行煤礦開采工作的時候如果遭受頂板淋水將會侵蝕掉圍巖，使圍巖軟化，從而影響掘進支護工作的安全有效進行。基于復雜的地質條件下礦井下地質大多是斷層結構，也會影響巖層結構的穩定，還會導致巖層的斷裂，從而大大加劇了頂板的承受壓力，不利于整個掘進支護作業的安全有效進行。

2 運用煤礦掘進支護技術時的相關要求

2.1 有效地運用綜掘機的配套系統

煤礦工程企業在開展掘進施工工作的時候會運用到一些綜掘機裝置，但是施工技術人員在使用綜掘機裝置的時候存在一些系統故障問題，所以施工技術人員應該提前做好預估與防控措施，并且將建立全面有效的系統監控體制，從而更好地處理系統故障問題。對于井下一些拐彎皮帶運輸設備的運用，可以適當地采用長距離和大角度的掘進技術，也可以通過多次小角度調向的挖掘方法加以輔助。除此之外，還應該盡可能地減少皮帶裝置運行過程中的磨損，促進煤礦開采作業的順利進行，還要在皮帶機的終端安置集中控制裝置以及視頻監控裝置，這樣有助于進一步提高施工質量和效率，減少后路運輸人員的投入。

2.2 科學選擇有關機械設備

煤礦企業在開展煤礦開采工作時，應該科學合理地選擇巷道的掘進長度以及相關機械設備，而且機械設備的規格型號具有重要意義。施工技術人員在開展施工工作時要結合不同機械設備的性能以及實際施工的情況，有效地選擇常規掘機或是綜掘機裝置。另外，施工技術人員還應該充分考慮好巷道的掘進長度，如果巷道的長度小于300 米，就要選擇常規型掘機裝置，如果巷道長度大于300 米，就要選擇綜掘機裝置。施工人員要合理地選擇坳掘進技術和施工開采設備，運用綜掘機裝置來取得較好的施工成效。

2.3 選擇合理的截齒

煤礦開采企業在運用煤礦掘進支護技術時要合理地選擇掘進機設備截齒，并且重點判定和考察截齒的耐磨程度，如果耐磨程度較高，說明對應的截齒適用性較強。而那些耐磨程度較高的截齒運用于巷道掘進作業的時候不會出現較大的磨損現象，其使用的時長也會更加久遠。通過對截齒的合理選擇能夠進一步保證施工的安全，還可以有效地控制施工開采成本。一些地質條件比較復雜點的地區或巖石硬度較大的地區，使用綜據機裝置不利于巷道掘進工作的開展，故施工工作人員可以通過爆破方法來完成相應的施工作業，避免延遲和耽誤了施工周期。

3 復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術運用

3.1 后退臥底的支護運用

煤礦施工企業在開展掘進和開采工作時，容易出現斷層上移或下移的現象，這時施工人員將遭遇很多安全問題。所以，煤礦開采企業需要使用后退臥底支護技術。第一，這項技術需要運用于高程差值是2.5m 的巷道斷面支護作業中，運用后退臥底支護技術有助于錨網強度的提高，還可以增強巷道的強度；第二，后退臥底支護技術可以運用于巷道圍巖的支護工作中，施工工作人員要對掘進設備進行相應的后退處理操作，并控制好后退的距離；第三，如果掘進時的工作面坡度比自身坡度更小，那么施工人員需要使用坡度為12°的載坡，然后把載坡作為巷道支護工作的支撐工具。后退臥底支護技術主的運用優點在于優化圍巖結構的穩定性，并保證施工人員的人身安全。

3.2 錨桿支護運用

錨桿支護技術在煤礦開采作業過程中運用較為頻繁，因為煤礦工程的施工環境比較復雜，而且施工人員在開采煤礦時容易遭遇較大落差的斷層。因為斷層的層面破碎嚴重，所以斷層的穩定性不高，這就導致斷層層面出現塌陷和斷裂的現象，進而影響巷道掘進工作的順利展開，所以施工技術人員需要采取錨桿支護方法來保護巷道開采工作的有效進行。

3.3 直接破頂的支護運用

直接破頂支護技術的使用原理是施工人員需要有效地運用好煤礦掘進裝置，并且激烈地破除和沖擊掉煤礦開采中出現的斷層，讓巷道的斷面處于自然的拱形位置，還要做好巷道的加固和支護工作。直接破頂支護方法能夠更好地提高巷道掘進開采作業的安全性，也可以更好地加強頂板圍巖結構的穩定。一般來說，直接破頂支護方法適合硬度高于五兆帕的頂板巖石或斷層落差大于兩米的施工環境中。另外，施工人員要采用頂板巖石自行脫落法，該方法對于一些坡度較大的工作面施工也有較大幫助。

3.4 有效地選擇綜掘機規格

煤礦工程在開展資源開采工作時，使用綜掘機能夠更好地控制好掘進施工的時間，結合煤礦工程的施工情況來縮短作業市場，進一步提升掘進支護效率和水平。而綜掘機的規格與型號影響整個煤礦開采與掘進支護質量，在復雜的地質條件下，煤礦工程要有效地選擇綜掘機的規格與型號，并且選擇適合煤礦地質條件的機械。因為綜掘機的型號與施工狀態相對應，煤礦工程企業在使用掘進支護技術的時候還要結合煤礦巷道的斷面情況和巖層強度，進一步分析綜掘機的型號與煤礦的開采環境是否一致。

3.5 普掘機和綜掘機的結合運用

煤礦工程企業在開展煤礦開采和掘進支護工作的時候，既要使用綜掘機還要使用到普掘機裝置，在復雜的地質條件下，普掘機和綜掘機的使用范圍各不相同，綜掘機的使用范圍比較廣，而普掘機只適合煤礦開采面長度小于300mm 范圍內。煤礦開采與掘進支護工作中需要將巷道的長度當作臨界點，并結合挖掘長度來選用普挖機和綜掘機，要促進普掘機和綜掘機的有機結合，從而更好地服務于復雜地質下的煤礦開采與掘進支護工作。

4 結語

煤礦開采掘進支護技術在復雜地質條件下的運用需要把握當地的復雜地質條件，還要重視復雜地質環境對掘進支護技術的影響，并且有效地改進好相關的施工開采技術，有效地運用好掘進支護技術，進一步保障煤礦資源開采與掘進工作的順利進行。