淺析復雜地質條件下的綜掘支護技術

李森

摘 要：煤炭資源作為工農業動力的源泉，在我國工業生產和人們生活中的占據非常重要的地位。在目前經濟體制的快速發展和持續推進的形式下，煤炭價格趨低，但是社會日常生活對煤礦資源煤炭的需求仍然很大，煤炭資源的地位依舊十分重要。但隨著煤炭開采工作的不斷深入，使得煤礦開采地質條件越來越復雜多樣，因此對煤礦的支護工作提出了更高的要求，不僅需要當前技術條件能有效應用，也需要從多方面進行管控，提高煤礦支護效果，保障采煤工作的安全；尤其是隨著大型綜掘設備的不斷應用，為提高工作效率及產量，確保開采工作的順利進行，加強對快速綜掘支護技術的研究十分重要。本文主要論述在復雜地質條件下的煤礦綜掘技術的應用問題，為提高整個煤礦采掘工作的安全性具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：煤礦掘進；復雜地質條件；支護技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.101

1 煤礦掘進基木地質條件分析及煤礦掘進困難淺析

1.1 煤礦的基本地質情況簡介

但隨著煤炭開采工作的不斷深入，煤礦開采地質條件發生較大變化。煤礦地質多演變為多斷層的復雜地質條件，煤層內巖層不穩定，礦井壓力過大，且水文地質條件復雜。總體上，煤礦開采的地質條件大部分存在以下幾個方面的問題：（1）煤礦在開采過程中煤層頂板的松軟，導致潛在危險的發生；（2）煤礦井下巷道掘進工作過程中，起拱圍巖應力上升趨勢明顯，這不僅對掘進速度有要求，對回采工作的支護方式的選擇也有較高的要求。

1.2 煤礦掘進中存在的幾點困難

首先，在巷道掘進過程中，礦井的煤層松軟且易破碎，使得掘進巷道易產生變形。當頂板受壓導致收縮時會加速頂板的變形，在煤礦開采過程中，巷道經常出現前掘后修的情況；當煤層地板出現松軟時，也易導致巷道變形。其次，礦井中煤層的儲量較大時，對掘進技術和支護設備要求較高，尤其是隨著我國綜采設備的普遍應用，機械化采煤技術的不斷進步，掘進巷道斷面不斷增大，對于巷道支護技術來說也是一個長久的考驗。

2 煤礦綜掘復雜地質條件下的支護技術介紹

在煤礦，對應復雜多樣的地質結構，井下巷道掘進支護主要方式為錨網支護，該種支護方式對頂板結構的穩定性和完整性有較高的要求。通過學習和現場實踐總結得知，可用于復雜地質條件巷道掘進的支護措施還包括直接破頂法、退后臥底法、錨桿臨時支護加U型鋼架法這幾類方法。

2.1 直接破頂法

該方法的技術核心是利用掘進設備，對不穩固區域進行切斷，直接破除斷層頂部破碎區域，留下穩固性相對較高的頂板圍巖。該方法一般和錨網支護方法結合使用，對切斷后的頂板圍巖使用錨網索進行再支護。該方法施工過程中有一點需要注意：對于巖石硬度在5級以下，落差在2米以內的頂板，掘進過程中有破碎頂板大面積冒落的的可能，該巖石條件下支護難度極大。現階段，直接破頂法支護技術多用于對巖石坡度較緩且整體坡度較大的地質條件下的頂板。

2.2 退后臥底法

煤礦掘進施工過程中，頂板穩固性較好、完整性較好，且頂底板絕對落差在2.5米以內的情況下，可采取退后臥底法進行圍巖支護。在退后臥底法的施工工程中，掘進機應保持后退方式，而臥底保持前進狀態，通過此種方式來確保巷道施工過程中頂板穩固，提高掘進過程中的安全性。該支護方法的合理應用，能夠確保頂板斷層的穩固性和完整性，同時能夠保證圍巖結構穩定，優勢較為明顯。

2.3 錨桿臨時支護加U型鋼架法

該方法只要在掘進區域存在較大落差的斷層時使用。在該條件下，圍巖結構極不穩固，發生大面積破碎冒落以及區域性坍塌的可能性較大。該情況下，采取錨桿臨時支護加U型鋼架法能夠最大限度提高頂板圍巖的整體安全性。該方法的幾個技術關鍵：最大限度地將錨桿傾斜角度控制為45°，確保錨桿錨固力；借助預緊力對圍巖進行整體加固，防止煤礦掘進工作面頂板出現破落問題。

3 復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術的幾點經驗總結

3.1 臨時支護技術的運用

綜掘機的運行方式主要是依靠液壓系統來供給動力，當綜掘機運行時，臨時支護技術要保證液壓系統的穩定性，還要及時有效地考慮到液壓系統停機開機時候的閉鎖設置。因為運用綜掘機的自帶的機載液壓鎖臨時支護技術是，能夠從較大程度上減少工作人員工作量，降低工人勞動強度，并能夠提高巷道掘進施工的安全系數。

3.2 礦井中開門轉為技術的使用

在礦井掘進作業過程中，遇到技術難題是在所難免的事情，尤其是在掘進開門過程中。掘進機自行開門施工工藝創造性的解決了掘進開門這一難題。該工藝能夠實現掘進施工過程中的“零”爆破。該技術的關鍵在于預先爆破一段大斷面的掘進巷道，之后直接安放掘進機進行施工。

3.3 綜掘機的組織管理完善及施工工藝創新

礦井綜掘技術在實際應用過程中，一個關鍵的問題是要完善綜掘機使用的施工工藝和管理制度，不斷地提高組織管理水平，是之形成有效的管理系統和技術規范，進而提高施工效率。施工工藝的提高，能夠提高工效。以掘進過程中的彎道掘進為例，在彎道掘進施工過程中，在保證綜掘機的最大角度26°的前提下，可以在皮帶機尾部安裝自動卸料裝置，以提高卸料的機械化水平，該方式并且可以減少皮帶磨損，有效地的提高工作效率。管理制度能夠保障綜掘機持續高效的運行，好的管理制度能夠實現快速掘進、增加設備的使用壽命和保證綜掘機運轉的穩定性和可靠性。

4 結束語

在復雜地質條件下的巷道掘進過程中，選擇適合本礦并得到成功應用的煤礦巷道支護技術是保障煤礦掘進安全進行的關鍵。這就要求工程技術人員在充分了解本礦復雜地質特點，對應選擇適合本礦的掘進支護技術。并且，支護工作在施工過程中，要逐步提高工作人員的綜合素質，嚴格按照設計的技術參數進行施工。如此，可以有效地保障煤礦采掘過程的安全性，減少片幫冒頂事故的發生，提高煤礦開采效率。

參考文獻：

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