分析復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術的應用

劉勝軍 劉俊峰

【摘 要】在復雜生產環節過程中，煤礦巷道掘進支護技術在實際應用時通常會遇到各種各樣的問題和挫折，影響巷道掘進支護技術的應用和施工。技術人員為了解決這些問題，必須做好充分的準備工作，利用各種科學的施工方法來提高生產效率，加強施工效果，保證施工安全，為相關煤礦掘進工作提供一定的參考。

【關鍵詞】復雜地質；煤礦；掘進支護技術

Absrtact： In the process of complex production， various problems and setbacks often occur in the practical application of roadway excavation support technology in coal mine， which affects the application and construction of roadway excavation support technology. In order to solve these problems， technicians must make full preparations， use various scientific construction methods to improve production efficiency， strengthen construction effect， ensure construction safety， and provide some reference for related coal mine driving work.

Key words： complex geology； coal mine； excavation support technology

一、前言

隨著經濟的不斷發展和人們生活水平的日益提高，對資源的需求量也越來越大，煤炭作為我國最主要的能源資源，在經濟建設和人們生活中占有至關重要的作用。隨著煤炭資源用量的不斷加大，易于開采的區域的煤炭資源已經枯竭，為了提高煤炭產量，必須要加大對復雜地質條件下煤炭的開采工作，這也造成煤炭開采難度不斷提高，安全工作隱患加重，煤炭開采效率低下。因此，在實際煤礦企業開采過程中必須要重視起開采過程的防護工作，保證安全生產。

二、復雜地質條件下煤礦掘進過程中的問題和困難

由于煤礦開采深度的不斷增大，相應的對地質結構的破壞程度也進一步加大，煤礦頂板的巖石性質會產生不可逆的變化，導致圍巖應力增加，加大了煤礦冒頂的風險和坍塌的可能性，給在掘進作業中的人員生命安全帶來極大威脅。當遇到煤礦作業面的地質條件比較復雜時，容易由于應力作用而發生煤礦頂板的破碎。頂板巖石發生破碎后頂底板也會產生收縮使巷道變形，嚴重影響掘進作業的生產安全。此外，巖層結構的穩定性還會受到煤礦中斷層結構的影響。在正常施工作業中煤礦巖層結構會產生裂縫，增加頂板的壓力，帶來安全隱患。導致在施工期間需要不斷對掘進巷道進行維護和檢修，極大地增加了工作量，提高了工作成本，嚴重影響企業生產效益和經濟效益。[1]

三、煤礦掘進支護技術應用

（一）前期準備工作

在煤礦掘進支護項目開始之前首先需要做好充分的準備工作，對當地的施工條件進行全面系統的分析和考察，技術人員按照當地的地質環境特點和施工要求選擇合適的機械設備進行輔助建設。常用的掘進支護技術施工設備包括綜合性施工設備和普通型施工設備，掘進設備的選擇要按照施工巷道的長度來確定。如果巷道長度超過300米，選擇綜合型掘進設備，若在300米以內，則采用普通設備即可。確定好掘進設備之后，選擇合理的截齒結構，由于地質條件相對比較復雜，所以一般采用耐磨性能和抗腐蝕性能比較好的截齒結構。此外，在制定好施工方案和施工進度后，工作人員還需要根據實際施工情況和可能出現的問題制定出科學合理的管理制度和風險防范措施，避免在煤礦生產過程之間出現安全事故，最大程度的發揮機械設備的作用，保證施工效率和施工進展。

（二）建立科學系統的管理體系

使用綜掘機開展作業時應制定科學的管理制度，以充分發揮綜掘機的性能，并保證施工作業的安全性。另外還應加強對設備的維護管理，對綜掘機進行定期的檢測維修，以保證設備能正常穩定地運行。

（三）直接破頂支護技術

直接破頂支護技術主要應用于開采期間遇到斷層的情況。技術人員利用煤礦掘進設備對遇到的一些斷層進行直接的破除和沖擊，使巷道斷面呈現穩定狀態，然后再加固支護。直接破頂支護技術可以有效提高掘進期間頂板圍巖結構的穩定性和安全性，避免在掘進過程中頂板圍巖出現破碎和裂縫情況，保障施工人員的人身安全。直接破頂支護技術主要應用于斷層落差兩米以上的施工環境以及頂板巖石硬度比較高的區域，對于基本硬度較低或者斷層落單差較小的環境可以讓頂板巖石自己脫落，施工時要具體情況具體分析，保障技術應用的有效性和合理性。

（四）錨桿支護技術

錨桿支護技術是煤礦掘進工程項目中最為常用的一種支護技術，由于煤礦開采的施工環境相對比較復雜，通常會遇到一些落差較大的斷層，而且這些斷層大多結構并不穩定，容易發生坍塌或者破碎，阻礙巷道掘進施工的正常進行，也給施工人員的生命安全帶來一定危險。因此，可以通過錨桿支護技術提高斷層的穩定性，利用U型鋼構件對一些斷層結構進行有效的固定，結合錨桿支護的相關理論保證掘進工作順利進行，避免巷道內斷層坍塌而引發安全事故。

（五）應用后退臥底的支護技術

在實際煤礦巷道掘進過程中還可能會遇見巷道斷層下移的情況，針對這種情況一般選取后退臥底的支護方式來提高巷道的穩定性，保證掘進工作的安全。如果巷道斷層落差在三米之內而且頂板強度較高，能夠符合施工要求時，則可以采取錨索技術對航道的圍巖加以支護，保證航道的強度。掘進機在進行支護時需要后退一定距離，保證施工的安全性，通過后退臥底的支護方式保證巷道高度達到支護的相關技術標準。如果斷層發育使得煤層下移也可以用后退臥底的方式經過斷層，設備抵住頂板煤層，然后利用錨索支護的方式對頂板進行保護。后退臥底的支護技術可以顯著提高圍巖結構的穩定性，避免巷道頂板圍巖的不利影響，支護效果顯著。但由于這種支護方式需要大型設備的參與且還會加高巷道高度，工程量較大。因此，在實際使用時往往需要較多人員的投入。并在施工過程中要對巷道和斷層進行全面加固，避免巷道高度超出規定需要，保證其穩定性和安全性。

四、結束語

綜上所述，煤炭資源的開發效率和開采速度直接關系著我國經濟建設和社會的發展，煤礦掘進作業到了地質條件比較復雜的區域時，安全隱患較大，開采效率降低，因此，相關技術人員必須充分掌握煤礦企業在復雜地質條件下開采的工作要點和技術手段，采取合理的支護技術和管理方案，降低復雜地質條件下開采作業的安全風險，保證開采作業的安全性和合理性，避免安全事故的發生，推進煤炭行業的健康有序發展。

【參考文獻】

[1] 李森 . 淺析復雜地質條件下的綜掘支護技術 [J]. 山東工業技術， 2016（09）：116～119.