復雜地質條件下的煤礦采煤掘進支護技術研究

李延輝 吳晨鵬 劉棟林

摘要：經濟的發展對煤礦資源的需求在不斷增多，煤礦開采已經進入了深井開采的階段。本文以復雜地質條件下的煤礦為例，對煤礦掘進支護技術應用中存在的問題進行了探究，在此基礎上提出了支護技術的優化應用策略，旨在為業界人士提供一定的參考。

關鍵詞：復雜地質；煤礦采煤掘進支護技術；現狀；改進措施

作為世界上煤礦開采歷史最久的國家，我國雖然掌握了很多先進的采煤作業技術方法，但是在采煤的掘進和支護技術方面，仍然落后于發達國家的水平。如何提高復雜地質環境下煤礦采煤掘進支護技術水平，提高采煤作業的安全性應該成為煤礦開采作業企業應該關注的問題，論文對此進行了研究，具體內容如下。

1 復雜地質條件下煤礦采煤掘進支護技術應用問題

煤礦主井為斜井，風井為立井，采用兩斜一立布置，主、副斜井及回風立井。在煤炭開采作業中，主要采取的方法是走向長壁式炮采，一次采全高。在煤礦開采作業中，使用到的儀器設備主要有液壓支架，刮板運輸機，雙滾筒采煤機等等。若果不借助掘進支護技術手段，很容易出現礦井崩塌事故。那么會對煤炭掘進支護技術應用效果產生影響的問題有哪些那？

1.1 地質變化的影響

煤礦開采作業是由地表到地層，由淺入深的一個過程，隨著開采深度的加深，采煤作業的難度與危險性也會隨之加大。在煤炭開采作業中，水文地質結構會受到巨大的沖擊甚至是破壞，尤其是封頂結構組織。所以在煤礦開采之前，要進行仔細的檢查，要完成運鉆、移鉆及穩鉆與打孔、裝藥、爆炸放頂然后再打孔，最后經后期處理。在放頂的時候，要選擇合適的器具，否則會對放頂工作的有序開展產生影響[1]。頂層的巖石在外力的作用也會咋鞥家開采掘進的難度系數。

1.2 礦井巷道挖掘的影響

煤礦所在地的地理水文條件相對復雜，所以礦井的建設與掘進支護技術的實施具有一定的難度。在礦井內部受外力影響較大的情況下，煤礦會因為外力的加出現井道變形的現象。通常下巷道的頂部與底部的板塊變形最嚴重。所以，礦井巷道煤礦開采掘進支護技術的使用難度較大。菜外，在薄煤層開采作業中，因為開采巷道本身比較窄，所需儀器設備比較特殊，因此對采煤掘進支護技術實施的整體效果會產生影響。為了提高支護技術的使用效果，需要處理好礦井巷道的變形問題。

1.3 開采設備落后

因為復雜地理環境下煤礦開采作業的難度與風險較大，為了保證開采作業的安全、有序開展，必須要采取科學的采煤掘進支護手段，技術措施的實施要以相對應的設備儀器做載體[2]。當前，煤礦開采中使用的很多煤礦開采儀器設備都是從國外引進的，不論是儀器設備的有效利用，還是日常檢修養護都存在不足之處，影響設備使用的效率。所以，為了提高采煤掘進支護技術的使用效果，必須要選擇合適的儀器設備，具備正確的操作使用方法，才能保證開采作業的效率，提高開采作業的安全性。

2 煤礦采煤掘進支護技術

2.1 綜掘機型號的選擇

為了提高掘進支護技術的使用效果，促進煤礦采煤掘進工作的有序進行，需要借助一個很重要的設備就是綜掘機。在開采作業中，要結合礦井的實際狀況。通常情況下，臨時支護是通過采用綜掘機本身的液壓鎖來進行，使用臨時支護技術，可以降低掘進作業中的風險，以確保采煤掘進作業安全有序地開展。它的優勢是有利于采煤的效率，縮短施工時間。在設備采購中，一定要綜合考慮各個性能，例如：設備結構結構是否緊湊，能否應對有斷裂面的巷道開采，設備的大小、運行效率等都應該納入考慮的范圍。合適的綜掘機能夠降低煤礦開采作業的難度。

2.2 截齒的選擇

為了滿足復雜地質環境下采煤掘進施工活動的需求，選擇截齒的時候要考慮強硬度，使得工作效率得到保證，同時還能減少截齒破損的程度，延長使用壽命。而且在使用爆破處理、直接破頂處理時，強度達標的截齒還可以起到保護其它儀器設備的效果。但是，需要注意的是，一些礦井中巖石強度過大，超過了綜掘機的承受能力，在這種情況下應該選擇其它方式，因為如果使用機械設備，不但達不到預期目標，還會造成儀器設備的破損報廢。

2.3 開門轉為技術的運用

在支護儀器設備的使用中，要根據開采作業的需求進行挖掘機開門施工工藝的創新優化。例如：在煤礦掘進作業中，需要安裝掘進機，一個掘進機后面承載力大約為40噸，二者高度差距大約為100 m。自行的開門技術方式能夠降低開采作業的難度，為采掘機的使用提供足夠大的空間，為煤礦開采作業的有序進行提供條件。

2.4 錨網支護技術

①退后臥底法。在礦井巖層較穩定而且沒有明顯斷裂的地方，使用這種方法。巖層和斷層頂部的最低位置要符合安全性要求。退后臥底法能夠確保整個開采作業現場的穩定性，保護斷層的完整性。不過這種方法有對操作人員的體力與適應性，抗壓力有很強的要求。

②直接破頂法。煤礦開采中，斷層預期與地質松軟地段的開采作業，風險性極高。面對這類復雜的地址條件，最常用到的方法就是直接破頂法。在使用這種方法的時候，需要特別注意的一個問題就是：當頂板巖石的硬度系數<5，且落差<2的時候，無法實施任何支護措施，出現巖板碎裂問題的可能性很大。如果坡度較大，則可以使用直接破頂法，能夠降低掘進采煤的難度系數。

③錨桿臨支加U鋼法。對斷層落差大、圍巖較為堅固、資源豐富的地段進行開采，相應的支護技術措施標準也要高一些。錨桿臨支加U鋼法即用U型鋼架固定巷道，是將臨時的超前支護和錨桿支護結合起來。在使用這種支護技術的時候要注意錨桿的傾斜度必須控制在45度的標準范圍內。

3 結語

綜上所述，煤礦掘進的支護技術是復雜地質環境下，煤礦開采作業得以有序、安全進行的重要保障。不過，在煤礦開采掘進技術的應用中，要結合煤礦作業礦井巷道的實際情況選擇合適的儀器設備，采取合適的支護方式才能達到安全支護的效果。在以后的工作中，我們應該不斷提高煤礦掘進技術支護研究與實踐，以進一步提高煤礦事業的發展水平。

參考文獻：

[1]劉宇鵬.復雜地質條件下的巷道掘進支護技術淺析[J].內蒙古煤炭經濟，2017（12）：34+54.

[2]劉麗杰.煤礦采煤掘進工作中高強支護技術應用研究[J].能源與節能，2017（04）：158159.

[3]徐海峰.復雜地質條件下解析煤礦采煤掘進支護技術和其運用[J].質量探索，2016，13（04）：7677.