復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)研究

◎張亞強(qiáng)

引言：當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較為復(fù)雜時(shí)，地質(zhì)狀況會(huì)欠缺一定穩(wěn)定性，也會(huì)存在一定異常地帶，為采煤工作提出了更高的安全要求，考驗(yàn)著現(xiàn)有的采煤技術(shù)。要克服復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)采煤工作安全性帶來的影響，掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用便十分重要，因此該項(xiàng)技術(shù)值得煤礦工作者深入探究，以此為煤礦的安全作業(yè)打好技術(shù)基礎(chǔ)，促進(jìn)采煤工作的順利開展。

一、復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤難點(diǎn)

地質(zhì)運(yùn)動(dòng)會(huì)帶來地下巖層的破壞，而各類巖層間會(huì)存在節(jié)理發(fā)育、圍巖破碎等問題。上述問題的存在，會(huì)為煤礦開采帶來更大難度，加深采煤環(huán)節(jié)的壓力，也會(huì)導(dǎo)致煤礦裂縫數(shù)量的增加，加大頂板山墻壓力。此外，部分巷道所用支護(hù)體為開放式結(jié)構(gòu)，當(dāng)巷道頂幫的壓力增長時(shí)，巷道底板圍巖會(huì)承受更為集中的壓力，影響采煤安全性。以下分析在地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，煤礦采煤會(huì)遇到的工作難點(diǎn)。

（一）巷道挖掘困難

在復(fù)雜地質(zhì)條件中，礦井周邊圍巖構(gòu)造會(huì)被破壞，進(jìn)而降低圍巖強(qiáng)度，最終礦壓力會(huì)對(duì)采煤工作帶來影響[1]。因此在地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，巷道要形成固定形狀則較為困難，且巷道成型后也易形變，受壓力因素影響，巷道邊圍巖結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致巷道周邊板塊被壓縮，此時(shí)巷道內(nèi)支護(hù)技術(shù)的使用也有難度，沒有支護(hù)技術(shù)的參與，采煤安全性便會(huì)受到影響，該類狀況會(huì)導(dǎo)致巷道挖掘的效率、安全性受到較大影響。

（二）地質(zhì)因素

煤礦開采一般由淺至深，由外到內(nèi)，該類過程會(huì)導(dǎo)致煤礦開采技術(shù)的應(yīng)用受到影響[2]。例如當(dāng)開采深度更大時(shí)，其地質(zhì)條件也在同步發(fā)生變化，而當(dāng)下層地質(zhì)被破壞時(shí)，上層地層也會(huì)受到影響，拱狀圍巖的承載壓力也會(huì)逐步增大，若無有效措施對(duì)其及時(shí)解決，便會(huì)引發(fā)整體的結(jié)構(gòu)變形問題。

（三）半煤巷礦區(qū)安全

復(fù)雜的地質(zhì)條件，會(huì)導(dǎo)致巷道周邊存在大面積斷層，且巷道坡度、巷道起伏變化同時(shí)也較大，在巷道的挖掘及掘進(jìn)環(huán)節(jié)中，會(huì)對(duì)掘進(jìn)技術(shù)提出更高要求，對(duì)設(shè)備、支護(hù)技術(shù)等的要求也會(huì)變高。此外，為保障半煤巷掘進(jìn)的順利，還需同時(shí)確保施工環(huán)節(jié)的安全性。

二、復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

在礦井條件更為復(fù)雜時(shí)，其內(nèi)部存在較大壓力，若長期未對(duì)礦井開展維護(hù)工作，則會(huì)導(dǎo)致較大面積斷層的出現(xiàn)，進(jìn)而帶來一定的安全隱患，增加煤礦開采的難度[3]。在此狀況下，便需合理選擇掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，以該技術(shù)的應(yīng)用，為煤礦開采的順利開展提供基礎(chǔ)。而在不同地質(zhì)條件下，所適用的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)也會(huì)存在一定差異，以下分析幾類不同的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，并分析掘進(jìn)支護(hù)應(yīng)用需注意的重點(diǎn)問題。

（一）軟巖巷道支護(hù)

當(dāng)煤礦有著更多斷層，尤其當(dāng)巖石是巖漿巖時(shí)，因該類巖漿巖具備的遇水易膨脹特性影響，其中會(huì)夾雜更多泥巖，其硬度系數(shù)較差。在對(duì)該類巷道施工時(shí)，為避免巷道后續(xù)因承受壓力的過大而變型，則應(yīng)利用聯(lián)合支護(hù)方法，該支護(hù)方法中涵蓋噴漿、雙層網(wǎng)片及U 型的可伸縮金屬支架。在U 型支架的使用中，各架間距應(yīng)保持為1 米，并以聯(lián)鎖進(jìn)行閉合。為避免環(huán)向受壓，可在U 型支架、巖體兩者間進(jìn)行雙層金屬網(wǎng)片的鋪設(shè)。此外，兩幫及頂應(yīng)利用噴漿法，因底板會(huì)存有裂隙，為避免底鼓，則底板要利用打地坪形式，使其共同承載壓力。這一聯(lián)合支護(hù)的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)U型支架具備的高阻可縮、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢的充分發(fā)揮，以小孔徑且高強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力錨索，對(duì)支護(hù)圍巖的相互作用管理進(jìn)行改善，使其能和軟巖巷道具備的特征即高應(yīng)力大變形相適應(yīng)，達(dá)成聯(lián)合支護(hù)體的共同承載目標(biāo)。

（二）掘進(jìn)支護(hù)方法

在分析當(dāng)下的煤礦采煤礦井狀況后可知，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜時(shí)，巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用要重視錨網(wǎng)的應(yīng)用，使其成為支護(hù)主體。此外，還應(yīng)結(jié)合實(shí)際狀況，利用退后臥底法、直接坡頂法等方式，完成針對(duì)性的支護(hù)，以下對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)解析。首先是退后臥底法。該掘進(jìn)方式的應(yīng)用要視實(shí)際的礦井條件，當(dāng)煤礦頂板結(jié)構(gòu)更為完整且穩(wěn)定，且煤礦周邊斷層結(jié)構(gòu)的落差在兩米五以內(nèi)時(shí)，則可選擇該類方式，然后利用錨網(wǎng)支護(hù)法支撐保護(hù)巷道。在具體的施工環(huán)節(jié)中，掘進(jìn)機(jī)器應(yīng)保障在退后狀態(tài)內(nèi)，而臥底要在前進(jìn)狀態(tài)內(nèi)，該方式的應(yīng)用，能促使巷道地位高度、穩(wěn)定程度滿足需求。而在本技術(shù)的合理應(yīng)用下，會(huì)受斷層影響的巷道其頂板會(huì)具備更高完整性，并將圍巖穩(wěn)定程度提升，因此該技術(shù)的應(yīng)用，能保障作業(yè)的更強(qiáng)安全性。

其次是直接破頂法。該方式即利用掘進(jìn)設(shè)備，破碎巷道頂部圍巖，因巷道周邊圍巖會(huì)導(dǎo)致斷層結(jié)構(gòu)受到破壞，則破碎圍巖后，巷道頂部則會(huì)留有相對(duì)更為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，此后再以錨網(wǎng)索完成巷道的支護(hù)。在當(dāng)下的煤礦開采中，該技術(shù)一般應(yīng)用于坡度更大，而巖石坡度更小的條件中。

（三）掘進(jìn)支護(hù)要點(diǎn)

在掘進(jìn)支護(hù)的應(yīng)用中，其關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì)截齒、綜掘機(jī)的選擇。在綜掘機(jī)的選擇中，施工人員要考慮切割強(qiáng)度、切割功率以及設(shè)備的運(yùn)行效率，以此了解設(shè)備是否滿足作業(yè)的實(shí)際需求。在選擇截齒時(shí)，施工者應(yīng)重點(diǎn)考慮截齒具備的耐磨性，當(dāng)截齒具備更高耐磨性時(shí)，則其使用壽命會(huì)更高，不僅能保障掘進(jìn)支護(hù)的應(yīng)用穩(wěn)定性，也能保障安全性。

結(jié)束語：結(jié)合以上，在地質(zhì)條件較為復(fù)雜時(shí)，煤礦開采會(huì)面臨的問題多種多樣，因此對(duì)作業(yè)安全的要求較高，對(duì)不同應(yīng)用技術(shù)的要求也較高。在煤礦開采中，只有掌握影響作業(yè)安全的不同因素，才能讓掘進(jìn)支護(hù)往更為復(fù)雜地質(zhì)條件下的開采作業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，提高采煤工作的安全性。此外，因地質(zhì)條件的不同影響，則對(duì)不同技術(shù)的選擇也較為重要，在煤礦開采環(huán)節(jié)中，煤礦人員要對(duì)不同技術(shù)合理選擇，結(jié)合采煤的實(shí)際地質(zhì)條件，以此在保障礦井開采安全性的同時(shí)，保障采煤工作的效率性。