復雜地質條件下煤礦掘進支護技術分析

李偉

（平頂山天安煤業股份有限公司五礦，河南 平頂山 467000）

一、影響煤礦安全生產的因素分析

通過近幾年的掘進生產，我礦局部采區地質條件復雜，其煤礦巷道附近圍巖處于不堅固狀態，引起巷道強度不足容易產生破碎等問題，在雨水侵蝕巷道后，容易出現軟化問題，導致巷道支護難度增加，因部分區域存在斷層構造，在地質運動影響下，巖層結構受到影響，導致在煤礦開采過程中，出現較多裂縫，頂板山墻壓力增加等問題，影響地質開采的安全性。在開采中，部分巷道支護應用的是開放式結構，當煤礦巷道頂幫壓力增加時，巷道底板圍巖容易出現應力集中問題，影響煤礦開采的安全性。

二、復雜地質條件下煤礦掘進支護關鍵技術要點

（一）選擇使用掘支錨連續平行作業

從大量實踐來看，選擇使用“掘三錨三”的循環方式可取得較好的支護效果。首先進行超前鉆探，對勘探鉆機的鉆孔角度全部調整好，同時閉鎖掘進和鉆探一體機的截割部和行走部，開啟超前勘探鉆機進行探孔的打設，根據超前鉆探設定的具體技術參數，將探孔全部打設完畢，之后將鉆機收回，并進行閉鎖。其次是割煤。將除塵器打開，使用掘進和鉆探一體的機器進行截割頭的破煤與落煤，煤炭通過掘進和鉆探一體機后面的溜口全部運出來，并通過運煤錨桿機組全部轉移到料斗中，通過運煤錨桿機組將煤炭運輸到輸送機中。這個過程中，運煤錨桿機組對掘進之后的巷道進行永久支護。第三是開展臨時支護。在割煤完成之后將掘進機全部閉鎖，將端頭支架中所含的乳化液泵站全部啟動，通過使用快速掘進裝備對面板進行全部集中的控制，并進行兩側護幫裝置的安裝。第四是在掘進支護裝備全部安裝到位后開展永久支護。在掘進支護裝置全部安裝到位后，通過在掘進工作面搭建好相關的作業平臺的方式，將掘進支護裝置中錨桿鉆機運送到工作面，開展永久支護，在工作面達到巷道圍巖支護的要求后，相關的錨桿鉆機裝備撤出。同時，使用運煤錨桿開展錨桿鉆機永久支護。大量掘進工作面的支護實踐表明，選擇使用這種方式可取得較好的支護效果。

（二）選擇使用后退臥底支護技術

在進行巷道的掘進時，碰到斷層問題時，會較好增加支護的難度，特別是在復雜地質條件下，出現各種類型斷層的情況相對較多。在支護時，若斷層的落差沒有超過2.5m，同時巷道的頂板條件相對較好，可選擇使用錨網索支護的方式實現巷道支護的有效加強，全部增強圍巖的支護強化。在這種情況下，一般掘進機與支護位置之間的距離在15m 左右，通常情況下可保證巷道支護作業的安全性。同時，若掘進工作面坡度相對于實際坡度較小，可選擇使用后退式臥底作業的方式開展施工，保證巷道高度能夠達到設計的標準。

（三）選擇使用U 型鋼加強掘進工作面臨時支護

從掘進巷道的支護來看，復雜地質條件下經常會出現各種類型的斷層問題，若斷層的落差相對較大時，因為在斷層區域內圍巖整體受到了較大的摩擦與擠壓，巖性整體已經非常破碎，在進行掘進施工時，需要采用臨時支護的方式對巷道進行強化。從掘進支護實踐來看，臨時支護應當選擇使用U 型鋼協同錨桿支護的方式，可取得較好的支護效果。在具體實施時，還需要充分結合錨桿、錨索等臨時性支護措施，對圍巖開展深層加固。特別是在深部復雜環境下，很多區域的圍巖已經表現出分層破壞的特點，這就導致若仍舊采用傳統的單一支護方式，不能實現對掘進支護的較好保證，需要及時采取相關的措施進行支護強化，形成復合型支護結構。

（四）確定臨界點位置

大量煤礦掘進實踐表明，在常規的條件下，300m 范圍內應當選擇使用普通的掘進機，但是在300m 范圍以上，則應當采取綜掘機。但是具體位置和時機的選擇，除了進行理論分析之外，還應當充分結合具體地質條件，復合化采取支護技術，更好保證支護的效果，降低掘進支護的成本。

三、提升復雜地質條件下煤礦掘進支護效果的相關對策

（一）及時更新煤礦掘進支護設備

當前隨著煤礦掘進支護環境的不斷變化，及時更新掘進支護設備對于保證掘進支護效果非常關鍵。在具體實施時，煤礦企業應當根據掘進支護的實際需求，對傳統的掘進設備進行梳理，對于已經明顯不能滿足實際需求的掘進設備應當給予淘汰，同時，根據新時期下掘進支護的需求，加大設備投入力度，為不斷提升掘進效果、改善掘進施工條件打下設備基礎。

（二）加大對掘進施工技術人員的培訓

針對當前掘進施工環境出現的變化，加大掘進支護技術人員的培訓非常關鍵。在具體實施中，應當結合掘進工作面實際需求，制定出理論和實踐并重的培訓技術，注重培訓內容與培訓方式的選擇，推動培訓效果的提升。同時，在培訓之后，應當進行針對性的考核，通過考核讓掘進支護人員能夠以更為積極主動的態度參與到培訓工作中。

（三）注重采取校企合作方式

隨著煤礦開采深度的不斷增加，在掘進支護過程中，面臨的各種難題越來越多，選擇使用校企合作的方式能夠較好將煤炭類高校在技術和人才方面的優勢引入到煤礦掘進支護中，從而更好解決煤礦掘進支護中出現的各種問題。這個過程中，也可選派掘進支護人員到煤炭類高校進行學習的方式，實現人員素質的綜合提升。

（四）注重完善煤礦掘進支護體制機制

針對當前煤礦掘進支護中出現的各種類型問題，全面對復雜地質條件下煤礦掘進支護體制機制的完善非常關鍵。在具體實施中，注重對當前的短板問題進行梳理，找出其中的風險點，并進行針對性的完善，特別是對風險責任制進行完善，推動掘進支護安全管理責任落地落實。此外，注重將好的做法經驗從體制的角度進行落實，更好完善相關的制度規定。

結束語

綜上分析，隨著煤礦開采深度的不斷增加，掘進支護面臨的環境日趨復雜，導致掘進支護出現了各種類型的問題。因此，煤礦企業應充分認識到當前煤礦掘進支護出現的新情況、新變化，結合本礦井面臨的掘進支護特點，采取針對性的措施，全面提升掘進支護的效果，更好保證掘進支護的質量與安全性。