復雜地質條件下的采煤掘進支護技術分析

靳亞杰

摘要：煤礦是我國經濟發(fā)展中不可或缺的重要能源，我國對于煤礦資源的需求量與日俱增，煤炭的開采量逐年增加，目前我國煤礦開采已經進入了深井開采的階段，加上礦區(qū)地質環(huán)境較為復雜，故此，需要面臨開采人員的人身安全保障、開采技術創(chuàng)新等一系列難題。本文主要對復雜地質條件下的采煤掘進支護技術進行了簡要的分析，目的是為了構建一系列可行的解決措施，更好地利用采煤掘進支護技術，促進煤礦產業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

關鍵詞：復雜地質條件;采煤技術;掘進支護技術

我國經濟的飛速發(fā)展與煤炭資源的開發(fā)是密不可分的，然而我國已處于深井作業(yè)階段，如何在保證作業(yè)安全的前提下，提升開采效率，成為科學工作者的研究重點。本文主要分析了在復雜的地質條件下，利用掘進支護技術，避免煤炭資源開采中遇到的各種難題，提高了大多數(shù)煤炭企業(yè)的經濟效益。

1.復雜地質條件下采煤的難點

隨著礦井深度的增加，礦井中地質結構的層次感愈發(fā)明顯，在開采過程中，礦井開采工作的由淺入深，周圍地質變化顯著，若開采不當，在一定程度上會對原有的煤炭地質結構造成損壞，最突出的就是礦井中的頂層版巖石，在外力的作用下，還將導致拱狀圍巖發(fā)生位移，加大煤炭開采的難度。此外，煤炭地質復雜的另外一種表現(xiàn)為，礦井中的巷道存在大面積斷層現(xiàn)象，對巷道上的薄煤層進行開采時，須將掘進支護技術圍繞半煤巷位置為重心進行充分利用，對掘進支護的技術要求較高，保證掘進高水平支護技術的引用，才能保證在半煤巷區(qū)開采工作穩(wěn)定可靠的進行。再次，由于煤炭資源地址條件比較復雜，礦井的上部與底部土質通常表現(xiàn)的較為松軟，在一定程度上給開采帶了很大的難題，主要表現(xiàn)在巷道無法以固定的形態(tài)存在，容易發(fā)生形變，盡管利用了有關技術對此現(xiàn)象進行處理，但是在實際開采工作中，還是會導致巷道發(fā)生形變，巷道成型困難，其上部與底部的形變現(xiàn)象尤為嚴重，導致掘進支護技術的作用無法完全發(fā)揮。最后，由于煤炭企業(yè)沒有及時更新開采設備，導致現(xiàn)有設備較為落后，無法滿足在如此復雜地址條件的開采需要，盡管我國屬于煤炭資源大國，但是開采設備較發(fā)達國家還有一定的差距，在對半煤巷開采使用掘進支護技術時，若存在硬度系數(shù)高于5的巖層或巖石，設備將直接磨損，嚴重的將導致設備損壞，使得開采工作難以進行。

2.復雜地址條件下采煤掘進支護技術分析

2.1?合理選擇施工設備

為了能夠更大限度的發(fā)揮出采煤掘進支護技術的作用，保證煤炭開采工作穩(wěn)定進行，需要結合實際情況選擇合適的設備進行作業(yè)，在實際開采工程中，需要對各設備進行綜合應用。其中，綜掘機為煤炭資源開采使用最頻繁的作業(yè)設備，就臨時支護技術而言，其依賴綜掘機自身的液壓鎖發(fā)揮作用。臨時支護技術可以有效地降低在煤炭開采過程中存在的風險，保證作業(yè)的穩(wěn)定運行。在進行設備采購時，需要對設備規(guī)格、作業(yè)環(huán)境等因素進行綜合考慮，如此，在一定程度上可降低作業(yè)難度與風險。在合理選擇設備的同時，為了取得更好的開采效果，對截齒的選擇也須慎重，考慮到實際開采過程中的磨損情況，最好選擇硬度較高的截齒，同時在開采工作時，應盡量將磨損程度降至最低，從而延長截齒的使用壽命，高硬度的截齒在進行爆破操作時，對其他設備能夠起到很好的保護作用。此外，在使用綜掘機的時候，需要注意巖石的強度，當強度過高時，不建議繼續(xù)使用綜掘機，可換一種方式代替，否則將造成綜掘機設備的損壞，同時開采工作無法順利進行。最后，要結合巷道的實際長度與我國煤炭開采的相關規(guī)定，選擇最合適的綜掘機，例如，當巷道工作面長度超過300米時，可以利用綜掘機進行開采工作;反之，可利用普掘機進行開采工作，這樣便可提高煤炭資源的開采效率。

2.2?掘進支護技術的選擇與應用

2.2.1?直接破頂法

在開采過程中，如果發(fā)現(xiàn)礦井的頂部土質較為松軟，加上斷層降低了地基巖體的強度與穩(wěn)定性，此條件下，可選用直接破頂法，在掘進設備的輔助下，利用錨網技術保證頂部巖層結構穩(wěn)定，對斷層圍巖進行破除工作，并使用錨網索對頂部巖層進行支護。使用該項技術時，應注意判斷頂部巖層見的落差，如果巖層的硬度高于5以及頂層巖層的落差低于2米，若繼續(xù)應用破頂法進行施工，容易導致頂板爆破，加大了支護難度。所以，此方法更適用于頂部巖層落差較大的位置，盡可能消除多余的頂部巖層，使得坡度變緩，進而保證對整個煤炭巷道的支護。

2.2.2?臥底退后法

煤炭地址條件復雜、礦井頂部完整且?guī)r層結構穩(wěn)定時，可以使用臥底退后法進行支護，此方法要保證頂部與底部的板塊之間落差低于2.5米，從而利用支護技術對圍巖進行保護。在此方法的過程中，臥底始終保持前進狀態(tài)，掘進機始終保持退后狀態(tài)，利用支護技術能夠有效的保證頂部巖層的穩(wěn)定性與完整性，從而確保煤炭開采過程的作業(yè)安全。

2.2.3?錨網錨桿合理應用

在一些煤炭資源豐富，但斷層落差較大的礦井中，可以結合臨時支架的技術手段，合理的選擇錨桿與U型鋼架，在采煤掘進的過程中，利用支護技術對落差較大的斷層進行保護，可以有效的保證圍巖結構的穩(wěn)定，降低礦井坍塌的風險。此技術的主要做法為，首先將錨桿放置水平約45度角，將U型鋼架固定在錨桿的上面，在預緊力的作用下，圍巖結構逐漸趨于穩(wěn)定，達到了對圍巖加固的目的，從而避免了在開采過程中，礦井坍塌的現(xiàn)象發(fā)生，此方法有助于構建了采煤決定的穩(wěn)定型，進而提升了支護安全效率。

3.完善煤炭開采掘進的管理制度

想要保證煤炭資源的順利開采，必須嚴格制定并且嚴格執(zhí)行有關的制度條令，要保證煤炭開采工作安全、科學的進行，各項操作需滿足制度要求。首先，在進行煤炭資源開采前，要對工作設備進行嚴格地巡檢，若發(fā)現(xiàn)有不合格的設備，應及時替換。在工作進行中，要加大對煤炭開采的工作流程的管控;其次，在實際開采過程中，上層管理者應按照要求嚴格審理違規(guī)操作，要根據(jù)實際環(huán)境，利用最佳的支護技術保證煤炭開采工作的穩(wěn)步運行。最后，開采作業(yè)部門、責任部門應該就本礦井開采過程中遇到的各種難點、違規(guī)事項進行反復思考與總結，將工作安全視為第一目標，開采效率其次，切實加強監(jiān)督管理制度。只有這樣，才能有效地保證煤炭開采的作業(yè)安全與工作效率，顯著提高企業(yè)的經濟效益。

結束語

綜上所述，人們物資需求的提高，間接加大了煤炭資源的開發(fā)，在復雜地質條件下利用合理的采煤掘進支護技術是保證開采效率的關鍵手段。在開采過程中，要根據(jù)實際地址環(huán)境情況，選用合適的設備與支護技術，從而保證開采工作的穩(wěn)定開展，本文就復雜地址條件下的采煤掘進支護技術進行簡要的分析，根據(jù)不用礦井地質場景，針對性的提出了幾種有效的支護方式，為日后我國的煤炭開采事業(yè)提供可參考的技術依據(jù)，但在后期還需要對相關的支護技術進行深入研究，以此保證煤炭開采事業(yè)的安全、高效、可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：焦作煤業(yè)（集團）新鄉(xiāng)能源有限公司）