復雜地質條件下的煤礦采煤掘進支護技術研究

◎張亞強

引言：當地質條件較為復雜時，地質狀況會欠缺一定穩定性，也會存在一定異常地帶，為采煤工作提出了更高的安全要求，考驗著現有的采煤技術。要克服復雜地質條件對采煤工作安全性帶來的影響，掘進支護技術的應用便十分重要，因此該項技術值得煤礦工作者深入探究，以此為煤礦的安全作業打好技術基礎，促進采煤工作的順利開展。

一、復雜地質條件下的煤礦采煤難點

地質運動會帶來地下巖層的破壞，而各類巖層間會存在節理發育、圍巖破碎等問題。上述問題的存在，會為煤礦開采帶來更大難度，加深采煤環節的壓力，也會導致煤礦裂縫數量的增加，加大頂板山墻壓力。此外，部分巷道所用支護體為開放式結構，當巷道頂幫的壓力增長時，巷道底板圍巖會承受更為集中的壓力，影響采煤安全性。以下分析在地質條件復雜時，煤礦采煤會遇到的工作難點。

（一）巷道挖掘困難

在復雜地質條件中，礦井周邊圍巖構造會被破壞，進而降低圍巖強度，最終礦壓力會對采煤工作帶來影響[1]。因此在地質條件復雜時，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，巷道邊圍巖結構會導致巷道周邊板塊被壓縮，此時巷道內支護技術的使用也有難度，沒有支護技術的參與，采煤安全性便會受到影響，該類狀況會導致巷道挖掘的效率、安全性受到較大影響。

（二）地質因素

煤礦開采一般由淺至深，由外到內，該類過程會導致煤礦開采技術的應用受到影響[2]。例如當開采深度更大時，其地質條件也在同步發生變化，而當下層地質被破壞時，上層地層也會受到影響，拱狀圍巖的承載壓力也會逐步增大，若無有效措施對其及時解決，便會引發整體的結構變形問題。

（三）半煤巷礦區安全

復雜的地質條件，會導致巷道周邊存在大面積斷層，且巷道坡度、巷道起伏變化同時也較大，在巷道的挖掘及掘進環節中，會對掘進技術提出更高要求，對設備、支護技術等的要求也會變高。此外，為保障半煤巷掘進的順利，還需同時確保施工環節的安全性。

二、復雜地質條件下的煤礦采煤掘進支護技術

在礦井條件更為復雜時，其內部存在較大壓力，若長期未對礦井開展維護工作，則會導致較大面積斷層的出現，進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，便需合理選擇掘進支護技術，以該技術的應用，為煤礦開采的順利開展提供基礎。而在不同地質條件下，所適用的掘進支護技術也會存在一定差異，以下分析幾類不同的掘進支護技術，并分析掘進支護應用需注意的重點問題。

（一）軟巖巷道支護

當煤礦有著更多斷層，尤其當巖石是巖漿巖時，因該類巖漿巖具備的遇水易膨脹特性影響，其中會夾雜更多泥巖，其硬度系數較差。在對該類巷道施工時，為避免巷道后續因承受壓力的過大而變型，則應利用聯合支護方法，該支護方法中涵蓋噴漿、雙層網片及U 型的可伸縮金屬支架。在U 型支架的使用中，各架間距應保持為1 米，并以聯鎖進行閉合。為避免環向受壓，可在U 型支架、巖體兩者間進行雙層金屬網片的鋪設。此外，兩幫及頂應利用噴漿法，因底板會存有裂隙，為避免底鼓，則底板要利用打地坪形式，使其共同承載壓力。這一聯合支護的方法，實現了對U型支架具備的高阻可縮、結構簡單等優勢的充分發揮，以小孔徑且高強度的預應力錨索，對支護圍巖的相互作用管理進行改善，使其能和軟巖巷道具備的特征即高應力大變形相適應，達成聯合支護體的共同承載目標。

（二）掘進支護方法

在分析當下的煤礦采煤礦井狀況后可知，在地質條件較為復雜時，巷道掘進支護技術的應用要重視錨網的應用，使其成為支護主體。此外，還應結合實際狀況，利用退后臥底法、直接坡頂法等方式，完成針對性的支護，以下對其進行詳細解析。首先是退后臥底法。該掘進方式的應用要視實際的礦井條件，當煤礦頂板結構更為完整且穩定，且煤礦周邊斷層結構的落差在兩米五以內時，則可選擇該類方式，然后利用錨網支護法支撐保護巷道。在具體的施工環節中，掘進機器應保障在退后狀態內，而臥底要在前進狀態內，該方式的應用，能促使巷道地位高度、穩定程度滿足需求。而在本技術的合理應用下，會受斷層影響的巷道其頂板會具備更高完整性，并將圍巖穩定程度提升，因此該技術的應用，能保障作業的更強安全性。

其次是直接破頂法。該方式即利用掘進設備，破碎巷道頂部圍巖，因巷道周邊圍巖會導致斷層結構受到破壞，則破碎圍巖后，巷道頂部則會留有相對更為穩定的結構，此后再以錨網索完成巷道的支護。在當下的煤礦開采中，該技術一般應用于坡度更大，而巖石坡度更小的條件中。

（三）掘進支護要點

在掘進支護的應用中，其關鍵點在于對截齒、綜掘機的選擇。在綜掘機的選擇中，施工人員要考慮切割強度、切割功率以及設備的運行效率，以此了解設備是否滿足作業的實際需求。在選擇截齒時，施工者應重點考慮截齒具備的耐磨性，當截齒具備更高耐磨性時，則其使用壽命會更高，不僅能保障掘進支護的應用穩定性，也能保障安全性。

結束語：結合以上，在地質條件較為復雜時，煤礦開采會面臨的問題多種多樣，因此對作業安全的要求較高，對不同應用技術的要求也較高。在煤礦開采中，只有掌握影響作業安全的不同因素，才能讓掘進支護往更為復雜地質條件下的開采作業中進行應用，提高采煤工作的安全性。此外，因地質條件的不同影響，則對不同技術的選擇也較為重要，在煤礦開采環節中，煤礦人員要對不同技術合理選擇，結合采煤的實際地質條件，以此在保障礦井開采安全性的同時，保障采煤工作的效率性。