復雜地質條件下煤礦巷道掘進支護技術的應用

（冀中能源股份有限公司邯鄲郭二莊礦，河北 邯鄲 056303）

煤礦開采掘進支護技術在復雜地質條件下的運用需要把握當地的復雜地質條件，還要重視復雜地質環境對掘進支護技術的影響，并且有效地改進好相關的施工開采技術，有效地運用好掘進支護技術，進一步保障煤礦資源開采與掘進工作的順利進行。

一、復雜地質條件下煤礦巷道掘進面臨的困難和挑戰

（一）巷道頂底板面臨重壓

在煤礦巷道掘進期間，巷道頂部頂底板本身會承受著不同方向產生的應力，同時受制于環境和技術條件的限制，頂底板呈現比較大的松散狀態，導致整個支護結構完善性和支撐性都較差。如果此時掘進區地質結構非常復雜，巷道底頂板會面臨著重壓及多方面不均勻受力，導致整體穩定性能降低。

（二）相關設備影響較大

在大多數煤礦地下巷道掘進期間，會用到大量大功率設備，即使在目前相關設備技術比較科學成熟的情況下，部分煤礦受制于技術條件和科學意識影響，仍然采用老式設備和方法進行掘進作業。而這些設備一個非常大的特點就是作業過程中產生的物理振動很明顯，在地質結構復雜的環境下，這些直接或間接產生的振動都容易造成地質結構崩壞，對支護結構產生巨大影響，嚴重時會造成嚴重安全事故。

（三）施工方案缺乏整體把控

在一些煤礦巷道掘進施工時，沒有針對具體地質狀態進行全面考察，導致沒有形成一個具有前瞻性和整體性的掘進施工管理方案。很多時候，在巷道掘進時都是按照大致方向進行施工，在出現相關問題時再進行補救，導致最終完成的工程整體性和安全性都很差。更重要的是，在復雜地質條件下，如果在支護結構搭建方面缺乏綜合性，容易導致在后續施工時發現已完成的支護結構支撐狀況出現了變化，不得不及時進行補救。

二、運用煤礦掘進支護技術時的相關要求

（一）有效地運用綜掘機的配套系統

煤礦工程企業在開展掘進施工工作的時候會運用到一些綜掘機裝置，但是施工技術人員在使用綜掘機裝置的時候存在一些系統故障問題，所以施工技術人員應該提前做好預估與防控措施，并且將建立全面有效的系統監控體制，從而更好地處理系統故障問題。對于井下一些拐彎皮帶運輸設備的運用，可以適當地采用長距離和大角度的掘進技術，也可以通過多次小角度調向的挖掘方法加以輔助。

（二）科學選擇有關機械設備

煤礦企業在開展煤礦開采工作時，應該科學合理地選擇巷道的掘進長度以及相關機械設備，而且機械設備的規格型號具有重要意義。施工技術人員在開展施工工作時要結合不同機械設備的性能以及實際施工的情況，有效地選擇常規掘機或是綜掘機裝置。

（三）選擇合理的截齒

煤礦開采企業在運用煤礦掘進支護技術時要合理地選擇掘進機設備截齒，并且重點判定和考察截齒的耐磨程度，如果耐磨程度較高，說明對應的截齒適用性較強。而那些耐磨程度較高的截齒運用于巷道掘進作業的時候不會出現較大的磨損現象，其使用的時長也會更加久遠。通過對截齒的合理選擇能夠進一步保證施工的安全，還可以有效地控制施工開采成本。一些地質條件比較復雜點的地區或巖石硬度較大的地區，使用綜據機裝置不利于巷道掘進工作的開展，故施工工作人員可以通過爆破方法來完成相應的施工作業，避免延遲和耽誤了施工周期。

三、復雜地質條件下煤礦掘進支護技術的具體應用

（一）直接破頂技術的應用

直接破頂技術是一種針對頂板存在斷層的現象進行化解的支護技術。若技術人員在煤礦開采掘進工作中發現頂板有較大的斷層，巖石硬度<5，落差距離<2m，則說明這一段頂板很有可能在掘進和支護過程中形成破碎，導致出現冒頂的情況，導致巷道內的險情。面對這樣復雜的巷道地質條件，建議技術人員直接用掘進設備將斷層的頂部破除掉，將存在危險的斷層排除在掘進范圍內，從而保留較好的掘進和支護環境。在直接破頂技術應用的情況下，錨網索是比較好的支護設備，能夠起到應有的支護作用。

（二）退后臥底技術的應用

退后臥底技術是煤礦開采巷道掘進施工中的常見支護技術，一般用于頂板之間絕對落差<2.5m、結構完整、圍巖穩定性良好的巷道掘進之中。退后臥底技術的應用主要針對巷道的圍巖，在進行支護工作的同時，需要掘進設備先退后、后臥底，這樣情況下進行的掘進施工，能夠有效保證巷道圍巖的穩定性，保證巷道掘進的質量和安全。

（三）錨桿臨時支護加U 型鋼架技術的應用

錨桿臨時支護加U 型鋼架技術是一種針對巷道內出現較大斷層、不便于進行直接破頂、又要防止頂板和圍巖破碎時使用的支護技術。技術人員需要利用U 型鋼架、錨桿組成臨時的超前支護，為掘進設備的掘進創造比較穩定的巷道環境，保證掘進施工的效率和安全。在錨桿臨時支護加U 型鋼架技術應用的過程中，技術人員需要注意錨桿的傾斜角度和錨桿之間的距離，做好這些關鍵數據的控制工作，保證煤礦開采掘進環境的安全和穩定。

（四）混凝土永久型支護結構的應用

混凝土是建筑施工中常用的建筑材料，凝固后形成的混凝土構件強度、穩定性都非常優秀。目前，以混凝土為材料制作的永久支護體系已經被廣泛應用于巷道支護工作中，有效提升了地質條件復雜情況下煤礦掘進支護的質量。在混凝土永久型支護結構施工前，技術人員需要先用質量過關的錨桿搭設成支護結構，一方面為混凝土的噴射位置定位，另一方面錨桿、錨網將代替常規的鋼筋與混凝土一起形成鋼筋混凝土結構，進一步提高支護結構的質量。

結束語

巷道掘進作為煤礦開采生產產業的重要工作，任何細節的不嚴謹、不科學，都會影響整體質量和安全。因此針對復雜地質條件下的煤礦巷道掘進技術進行深入研究，尤其是做好相關條件下的巷道支護工作，非常有必要。