復雜地質條件下煤礦開采掘進支護技術探討

武真

摘 要：對于工業生產與經濟建設而言，煤礦資源舉足輕重，隨著煤礦資源的需求總量越來越大。煤礦資源是一種不可再生資源，自二十世紀開始我國就大量地開采各地區的煤礦資源，很多地質條件較好地區的煤礦資源減少，煤礦企業將煤礦開采轉移到地質條件較為復雜的地區。然而由于地質條件比較復雜，所以開采難度和危險系數也就更大，這就要求煤礦企業必須切實做好煤礦掘進支護工作，以此來提高煤礦開采的安全性與有效性。

關鍵詞：復雜地質;煤礦;支護技術

引言：隨著社會經濟的發展，科學技術也在不斷的進步，對于煤礦掘進方面也有了很大的提升，促進著我國煤礦資源的開采和發展。而隨著需求的不斷擴大必定會加大煤礦挖掘的深度，導致煤礦開采面對復雜的地質條件。對此，針對煤礦掘進支護技術在復雜地質條件下的應用研究有著重要意義，有助于推動煤礦企業的進一步發展。

1 掘進支護技術者析

在煤礦開采掘進過程中，隨著掘進長度和掘進深度的不斷增加，需要對圍巖進行有效支護，做好支護工作是保障掘進安全，建立相應工作面的基礎。在煤礦掘進過程中，由于掘進深度和長度不斷增加，加之掘進過程會對圍巖造成較大的力學影響，容易出現圍巖層移動變形等危險情況，因此隨著掘進工作的不斷進行相應的支護工作也必須到位[1]。目前來看，掘進支護技術主要包括掘進設備和技術的選擇以及相應的支護技術兩部分， 這兩部分工作都與煤礦地質情況有關，其中支護作業采取錨桿支護和金屬支架支護等方式進行，很多情況下需要采取復合支護的方式才能滿足復雜地質條件下掘進支護需求。當前支護技術主要包括金屬支架支護、圍巖支護以及復合支護等，金屬支架支護采取直接支撐圍巖的方式加強其穩定性，而錨桿支護則是通過鉆孔和錨桿嵌入的方式增加巖層之間的摩擦力同時改變巖層受力結構來增強圍巖穩定性。不論采取哪種支護技術都需要結合具體地質情況以及掘進工作需求來進行具體設計，這樣才能最大限度保障作業安全。

2 煤礦掘進支護技術在復雜地質條件下應用現狀

2.1 煤礦地質條件復雜

對于我國的煤礦區域來說，大多數煤礦區都是具有悠久采礦歷史的古代礦區，這種礦區呈現出來的主要特點是礦山地壓非常的大，煤層的地質賦存的條件不夠穩定等。加之，煤炭開采的區域基本都處于深部且地壓較大的區域，這種情況的存使得煤炭開采過程中遇到了更多的困難。礦區地質條件的不利之處對于煤礦的開采造成了比較大的壓力，在這種情況之下必須要采取一定的措施對巷道等進行有效的支護，從而保證礦工的生命安全，提高企業的收益。

2.2 煤層地質結構受到破壞

當礦井開采深度不斷加深，將會出現更為復雜的地質條件，并對煤層地質結構造成很大的破壞，從而對煤層頂板的巖石特性造成一定的影響，最終造成圍巖應力增大而引發斷裂問題。當煤礦掘進作業中出現上述問題時，不僅會增大煤礦掘進支護工程的難度，還會增加安全事故的發生幾率[2]。

2.3 受自然環境影響

煤礦開采過程中關聯到相關的地質、水文、氣候等因素，一旦出現惡劣的天氣就會加大煤礦開采難度，對于掘進支護技術的推進有著很大的難度。而且一旦地質、水文、氣候多變會提升安全事故出現的概率，為煤礦開采帶來安全風險。

3 煤礦掘進支護技術的應用要點

3.1 合理選用相關機械設施

在煤礦開采作業中，煤礦企業應合理選用相關掘進施的規格型號、巷道掘進長度，這樣才能夠保障開采作業的有序進行。在具體施工處理過程中，必須結合每個機械設備的性能和實際的開采情況，明確是選用常規掘機還是綜掘機設備。同時在這一過程中，也需要充分考慮巷道掘進長度， 一般來說，若巷道長度小于300m，最佳選擇是常規的掘機設備;若巷道長度大于300m，最佳選擇是綜掘機設備。為能夠有效提高綜掘機設備的施工效率，開采人員必須結合具體情況選擇科學合理的掘進技術，還需結合作業現場的具體情況來明確綜掘機設備的型號與規格。

3.2 掘進機臨時支護

掘進過程中由于巖層受力情況不斷發生變化，因此也需要進行支護處理，這樣才能保障作業安全。掘進機自身帶有液壓鎖功能，利用液壓鎖建立穩定平面并進行臨時支護。進行臨時支護能夠有效減少掘進作業對于附近巖層的直接影響，減少掘進作業過程中發生巖層塌方的風險。以ZLJ20為例，該機型能夠在掘進機作業過程中為其前方提供一定程度的超前支護， 其臨時支護面積達到1.625m×1.925m，這一安全支護面積為進一步掘進作業提供了很好的安全保障。

3.3 確保截齒選擇的合理性

在煤礦掘進支護作業過程中，需要科學選擇掘進機設備的截齒，其中需以其相關耐磨度作為判定截齒合理性的關鍵參考指標。若截齒的耐磨度比較大，則其具備很高的適用性，且應用到巷道掘進作業中時也很少出現磨損情況，使用壽命較長，從而有效保障施工的質量和安全性，還能夠在很大程度上降低經濟成本。若煤礦區的地質環境非常復雜，或是巖石的硬度非常大，只是選用綜掘機設備顯然無法開展巷道的掘進處理，故而要想確保施工工作的正常進行，更好地保護相關開采設備的施工人員，應合理運用爆破方式來有效完成相應的施工任務[3]。

3.4 建立好相應安全管理體系

安全管理體系是整個煤礦開采過程中必須要設立的，針對復雜條件下的煤礦開采更需要細致的規劃。首先，相關的技術管理人員要針對復雜的地質進行詳細的勘察分析，整理出可能會面對的安全事故，制定相應的施工方案。其次，做好具體的材料準備、設備配置。同時針對施工過程中的重難點，各項工序做好明確的規劃，以及嚴格的控制。最后，在開采支護技術施工的過程中要做好相應的監督管理。在這里可以引進先進的監督管理系統，做好實時的施工情況監控，保障工序的規范性。同時，制定好相應的預警系統，搭配專業的監督管理人員，做好掘進支護技術實施過程的全面監控，一旦出現相應的問題就自動化的觸發相應的報警系統，然后提前預防安全事故的發生，保障在復雜地質條件下能夠順利的開展相應的掘進支護技術，推動煤礦企業的進一步發展。

3.5 錨桿支護

很多地質條件比較復雜的煤礦在掘進過程中其礦區斷層落差都比較大，這種情況下巷道整體的穩定性無法得到保障，進一步掘進工作受阻， 面對這種情況一般采取錨桿支護搭配U型鋼的方式來保障支護效果。U型鋼的使用目的主要是為了強化巷道整體穩定性，加強周圍巖層在掘進應力作用下的靜摩擦力，而在此基礎上使用錨桿支護方式能夠進一步增加不同巖層之間的靜摩擦力從而起到雙重支護效果。錨桿長度應得到保障，分析塑性區的范圍，如果塑性區比較大，應該采用全長錨固式錨桿，同時對于頂板進行錨桿支護時，要注意角度問題，目前來看多數煤礦頂板錨桿支護角度應貼近90°，拱巖層錨桿角度也不宜過大，應控制在25°以內[4]。

結束語：綜上所述，煤礦企業不斷加大對煤礦資源的開采力度。然而煤礦開采工作幾乎都在復雜地質條件下開展，開采難度很大，存在非常突出的安全問題，因此煤礦企業必須結合自身實際開采情況，采取最適宜的煤礦掘進支護技術來對整個巷道進行支撐，以此來為煤礦開采創造安全的作業環境。

參文文獻：

[1] 王嘉祥.復雜地質條件下煤礦掘進支護技術應用的研究[J].石化技術，2020， 027（003）：205-206.

[2] 劉喆.淺談復雜地質條件下采礦掘進支護技術及應用[J].當代化工研究， 2020，000（006）：54-55.

[3] 李曉暉.復雜地質條件下的掘進支護技術及其應用探討[J].石化技術，2020， v.27（04）：297-298.

1906501705376