淺談煤礦掘進支護技術在復雜地質條件下的應用

劉昊 薛棟梁

山東萬祥礦業有限公司 山東濟南 271107

隨著煤礦開采深度的不斷增加，掘進支護面臨的環境日趨復雜，導致掘進支護出現了各種類型的問題。因此，煤礦企業應充分認識到當前煤礦掘進支護出現的新情況、新變化，結合本礦井面臨的掘進支護特點，采取針對性的措施，全面提升掘進支護的效果，更好保證掘進支護的質量與安全性。

1 巷道掘進中支護工藝研究意義

在開鑿地下巷道使用設備過程中，一定要增加煤礦巷道四周巖石和巖層的牢度程度，就是運用有關的器材當支柱。倘若在進行煤礦巷道四周巖石和巖層的維護、鞏固過程中，想要采用的支柱設備應和開鑿地下巷道一起進行，就會在相當大的方面使煤礦的挖掘效率得到影響，從而使開工本錢加大。因此，提高煤礦挖掘的效率，加大煤礦挖掘的產量，一定要對支護方法進行改善。關于支護設備和技藝完整性的研制，不僅可以高效率降低進行支護耗用的時間，提高開鑿地下巷道工作的效率，還能夠減少煤炭挖掘過程中巷道巖層暴露的時間，使職工的作業量降低，提高支護度，同樣也保護了挖掘職工的人身健康[1]。

2 復雜地質條件煤礦采煤掘進支護技術應用的難點

一是地質結構的變化。煤礦是一種相對來說比較特殊的資源，優質的煤炭往往集中在地心深處，開采深度越深，煤炭資源也就越豐富，但是由于地質條件復雜，開采進入到煤礦深層之后，地質結構變得更加復雜，煤層中的地質結構可能會在外力作用下遭到破壞。其主要支護難點集中在頂層巖石之上，在缺乏針對性開采方案的情況下，必須要采取外力對其進行支護，否則煤礦開采的效率將會因此大幅度降低。

二是巷道挖掘難度大。當煤層結構地質情況比較復雜時，如果地層底部以及上部的土質處于相對比較松軟的狀態，那么巷道挖掘所面臨的問題可能也會增加，如土質松軟增加了巷道的成型難度，即便是順利成型，只要有外力作用也容易導致巷道形變，因此導致諸多支護技術難以順利應用，煤礦資源開采期間由于支護技術應用不到位，因此安全事故頻發，嚴重影響了煤礦企業經濟效益與社會效益的提升。

三是掘進支護技術不能適應實際需求。在深部環境下，整個地質條件非常復雜，煤礦掘進面臨的各種問題也相對較多，例如，傳統的錨索網支護在淺部巷道條件下，可取得較好的掘進支護效果，但是從深部巷道掘進支護情況來看，其中出現了各種類型的問題，不能有效達到實際工作的需求。因此，更新支護技術已經成為深部煤礦掘進支護的重中之重，但是從當前很多煤礦開展的掘進支護實際情況來看，仍舊過多的選擇使用傳統的支護技術，導致掘進支護中出現了各種類型的問題[2]。

3 煤礦掘進支護技術在復雜地質條件下的應用

3.1 直接破頂法的運用

在斷層區域采煤過程中，開采難度相對較大，該區域往往會出現各種難以預料的情況，地質條件不穩定。為了確保斷層區域煤層開采的安全性，通常使用直接破頂法來完成之后，直接破頂法指的主要是通過掘進機直接破除頂部的松軟地質層，只余下堅固的頂板巖，通過進行支護。需要關注的問題在于如果頂板巖的落差在兩米以下，巖石硬度系數超過5時，往往無法有效地完成支護，很容易導致頂板破碎等情況出現。

3.2 后退臥底技術的運用

后退臥底技術在復雜地質條件下應用的突出性優勢就在于可以保證施工的堅固性、完整性，然后結合煤礦資源開采的實際需求，合理的整合巷道支護技術，煤礦資源開采的整體效率和質量也將因此得以大幅度提升。當然，該技術應用期間，還需要結合實際的地質環境作為參考，選擇合適的支護技術。如巷道的暴露高度大、導致下盤煤層以及斷層無法有效的保留，因此給支護工作帶來了較大的不變。所以說，在應用支護技術時，還需充分考慮斷層方面的問題，要充分保證斷層的穩固性，盡可能的降低因為斷層問題所引發的施工停滯不前的問題。在具體的采煤掘進支護技術應用期間，可以根據斷層高度選擇合適的機械設備，如斷層高度在1-3m時，可以選擇掘進機進行煤礦開采，使得頂煤的最高開采高度控制在32m左右，此時往往還需要配合使用臺階方法進行掘進支護，保證采煤的順利進行[3]。

3.3 臨支加U鋼法

從掘進巷道的支護來看，復雜地質條件下經常會出現各種類型的斷層問題，若斷層的落差相對較大時，因為在斷層區域內圍巖整體受到了較大的摩擦與擠壓，巖性整體已經非常破碎，在進行掘進施工時，需要采用臨時支護的方式對巷道進行強化。從掘進支護實踐來看，臨時支護應當選擇使用U型鋼協同錨桿支護的方式，可取得較好的支護效果。在具體實施時，還需要充分結合錨桿、錨索等臨時性支護措施，對圍巖開展深層加固。特別是在深部復雜環境下，很多區域的圍巖已經表現出分層破壞的特點，這就導致若仍舊采用傳統的單一支護方式，不能實現對掘進支護的較好保證，需要及時采取相關的措施進行支護強化，形成復合型支護結構。

4 結語

隨改革開放的不斷深入，我國經濟快速發展，對煤炭等能源的需求量逐步提升，需要重視我國采煤技術的優化，合理地對錨網、炮采技術進行應用，加強支護操作的優化，重視開采工藝的改進，這樣才能讓采煤掘進的工作效率提升。