復雜地質條件下的礦井掘進支護技術應用探究

喬俊可，孫東強

（平煤股份十二礦，河南 平頂山 467200）

在礦產的開采項目過程中，需要由技術人員針對開采項目需求做好深度的分析，并建立完善的監管制度。結合實際項目的推進狀況，并不斷完善相應管理制度，來提高整個開采項目的整體經濟效益水平。

1 復雜地質條件對掘進支護技術應用的影響

在實際的施工中，影響煤礦開采作業的因素很多，而且在開采期間也會出現許多的斷層的因素，這些因素會直接對整個施工會造成一定的阻礙和制約，會影響到工程進度。如果整個礦產的開采期間，外部環境不夠穩定，那么就有可能造成礦井坍塌。此外，在一些礦井中，應用的礦井掘進支護技術，還可能會存在著觸碰到礦井軟型的巖石區域，這樣就會使煤礦的采煤掘進技術難以應用，而且會對整個礦井的安全和穩定帶來不良的影響。因此，就需要得到相關工作人員的重視，并涉及相應的管理機制，保證礦產開發開采過程更加安全，時效性更強。

1.1 地質變化對掘進支護技術的影響分析

在礦場的開采項目過程中，要應用礦井的掘進支護技術，要有相關的技術人員提出一定的建議，這樣才能夠使該技術在實際的生產作業中得到更廣泛的應用，提高整個項目推進的質量水平。但是由于實際的地理地形條件比較復雜，會遇到一些突發性的問題，會影響到原本的生產計劃，最嚴重的影響因素就是地質斷裂，復雜的地質狀況會使礦井內產生更多的問題，而這也會產生大面積的斷層結構。在礦井開采需要使用一定的應急措施，如果礦井周圍的地質產生變化，那么就會對開采造成不良影響，因而礦區開發公司要注意整個礦的掘進的質量，遵循著由內到外的原則，去由淺到深進行掘進。但是整個掘進過程對施工人員來講難度比較高，因而就要施工中人員嚴格遵守相應的管理規定。

1.2 礦井道路對掘進支護技術的影響

礦井開發公司在挖掘礦井時，要實行必要的掘進支護技術，另外還要考慮礦產開采周圍的環境，對整個礦井內部作用力做好重點的研究。在礦產開挖時，應用的支護技術，會受到外部作用力，使礦井內部的部分巷道避免出現變形，其中比較明顯就是煤礦礦井內部頂部的和底板，就會出現一些收縮的問題，這樣會造成礦井巷道不夠規則。另外，也會使整個礦井掘進陷入比較困難的狀態，此時技術人員需要與工程人員共同去證實問題、研究問題，分析礦井掘進時面臨的各類主要因素，要避免其變得更加困難。另外，還要對一些礦井的寬度做好必要的標注，以此才可使掘進技術得到充分的應用。對于造成工程施工制約的隔離條件做好及時處理，這樣才能夠使礦機的采煤質量和效率得到有力的保障。

1.3 設備陳舊，對掘進支護技術的影響

要想確保整個項目開采質量效率達標，需要選擇合適的掘進支護設備，設備都要符合技術要求，另外還要不斷對設備優化設計技術，而且還要對設備的配置做好優化，提高設備運行效率，使整個設備的性能都能夠有效的改進，確保工作能夠順利的推行。技術人員在選擇設備時，要以專業的角度，針對不同開采作業的環境，要采購與其相適應的設備，提高整個礦井掘進團隊的整體水平，這樣才能夠在問題處理方面有更大的改進，而且也能夠使礦井設備處理水平得到極大的提升，保證煤礦開的項目的質量達標。在選取設備時，要實現工程人員對礦井有更多了解，才能夠選擇恰當的設備。另外，要將這些設備選好之后，組織人員開展設備的應用使用計劃，確定嚴格的開采項目的流程和要求，在實際的施工中要使其能夠有序的推進。

2 掘進的地質條件

在礦場的開采期間，地質條件對安全礦井實際的影響比較大，技術人員對礦井的穩定做好綜合的測評，要去了解目前地質構造的復雜度狀況，地質的復雜度包含了大中型的斷層巖漿侵入、褶皺等各種因素。其中根據礦產的穩定性要結合礦層的厚度變化來確定，可以分為薄層、中厚層。

2.1 褶皺

在礦井的開采期間出現的褶皺頻率比較高，可以將礦區分為4類井田。其中第1類的井田就是起伏比較少，而且對煤礦礦產的開采沒有太大的影響，第2類井田有少量的褶皺，但是對采礦區的整體規劃影響不大，第3類是煤層的褶皺變化比較大，而且會出現一些緊密的褶皺，對采取的劃分也影響比較大。第4類，褶皺較多，會影響到日常的礦產開采。

2.2 水文地質條件

煤礦開采區域內部的水文地質條件對煤層采區的劃分也有很大的影響，按照侵蝕和堆積等地質形成的作用可以劃分為4類。一層是裸露在外表，要以侵蝕的基準面為主，對于一些水層中包含了潛水上層水，帶有壓或者無壓的淺水層，在線路的掘進期間，這些淺水能夠通過排水溝，來自行的流放排出，但是也會受到外界大氣降水的影響。在基準面之下，煤層采區內部沖水，含有潛水上層的水以及中間的無壓層的接水，其中基準面上的水多為一些無壓水基準面支起來后也會有一定的壓力。在排水時可以用一些機械的排水和自流排水的方式，巷道內的涌水量會隨著季節的變化而產生較大的變化，在巖層水涌出等條件情況下，對礦產的開采也會有較大的影響。大多數是在基準面之下，而且深度會小于500m。煤層會全部采用深埋侵蝕基準面500m之下，而且一些礦產地層支架有極厚的巖層和松散的延長覆蓋，沖水槽會吸水以及砂巖的吸水。熔巖基本沒有發育形成，而且礦井掘進頂板的水壓比較高，會影響到煤層的挖掘[1]。

3 關鍵技術研究

3.1 科學合理選擇機械設備

在實際的巷道掘進施工作業中，巷道決定深度的設備類型，因而工作人員需要重點考慮該設備的因素，根據巷掘進的長度，來選擇其他的設備型號，以及根據巷道的高低來選擇特種設備，普通的掘進機往往適用于300m以內的巷道，而對于300m以上的巷道，則就需要使用大型的掘進機那種特種設備來施工，這樣使用掘進機施工會提升。減少施工準備時間，而且使用的這項掘進工藝能夠符合相應的施工條件，所以相關的職工還需要根據下面施工情況來具體對待，進行深入的分析，仔細研究項目施工過程中存在的各類狀況，靈活地選用哪一種機械設備。在各種條件下，要綜合地選擇最經濟的類型，例如，施工的長度以及巖石的硬度和斷面的特點來合理的選擇。

3.2 選擇合適的截齒

對于礦井的決定工作來講，科學的選擇決齒對施工也比較關鍵，要選擇哪些耐磨度比較高的結果。而且是截齒強度高，在施工中才能夠減少磨損，為工程公司縮減施工費用，來進一步提高工程的施工進度，而且保證工程質量達標。在一些復雜的地質條件下，巖石的硬度相對較高，而且掘進設備也不能夠滿足設計工作的需要，及時要確保設備質量安全，可以使用爆破處理方式來防止應用機械地進行切割巖石。

3.3 掘進機的開門施工技術

實際的巷道掘進施工中，會面臨許多技術問題，為了能夠科學地處理好這種問題，要對現有的掘進技術做好創新，另外要組織開展開門技術的應用，最大限度地去降低操作過程中所遇到的各類阻礙。在掘進期間要盡量的去不應用爆破方式，在掘進時要設備的運輸量，能夠處于在4噸左右，兩者的高度差需要控制在100m之內。此外，在實際的施工中，還要科學的選擇爆破的空間，才能夠為后期的工作而奠定基礎[2]。

3.4 綜掘機配套系統

在后期巷道挖掘施工時，會遇到許多系統運行的管理難題，為了能夠處理這些問題，就需要在施工的前期選定合理的設備。例如在彎道區域就可以運用彎道的皮帶機來輸送，選擇那些大角度距離較長的設備來施工，而且能夠有效改進當前皮帶機運輸的效率。此外通過應用自動的卸料裝置來減少設備在運輸物料時的磨損，而且能夠使掘進工作更加安全。

4 復雜地質條件下的采掘支護技術研究

4.1 直接破頂法

掘進機的沖擊方式，來進一步將斷層的頂層直接破除之后，在結構比較穩定的頂層樣板下來做好之后，可以用錨桿來支護，對整體礦井內部相到的支護之后，還要在實際的工程施工中，確保整個頂板的巖石落差不能夠超過兩米。如果在施工中，由于遇見一些脆弱的地質巖層，那么此時的支護，就不能夠再推行下去。在礦井的掘進時，會存在著坡度比較大，這時才能夠使用破頂法來處理該項問題[3]。

4.2 退后臥頂法

在煤礦的采掘時，會有一些比較完整的斷層板，因而就需要技術人員確定斷層板之間的誤差不能夠超過2.5m。再由技術人員使用支護的方式來圍巖的方法來操作，可以保證不斷層的巷道都能夠遵循著相應的指標要求來達到相應的目的，以此來使礦井掘進的安全性得到進一步的提高[4]。

4.3 錨桿臨時支護，加U形鋼架法

在一些地質比較復雜的環境中來施工，而地質會出現很多的斷層。在礦井的區間，就會出現坍塌以及巖石破碎的問題，在此時就可以應用支護的方式，使用U型鋼架管來處理支護的問題。在操作中，要求工作人員注意將整個錨桿的角度都控制在45度之上，在應用預緊力方式來實現對周圍巖壁的加固，并避免在礦井掘進時，出現一些頂層破碎的問題。在此期間，還要充分的對現有的支護做好充足的考慮。另一方面，要對巷道的斷面形狀和穩定性做好充足的分析，此外對整個巷道的斷面形狀和穩定性做好綜合的考慮研究。

施工人員應用錨網鎖的支護設備，來對巷道內部斷層部位開展支護作業，并測算出像巷道地坡度。當煤礦的挖掘機沿著腰線來開展拉伸作業，進而推動工作面向前開展。最終，直至露出煤層，在開展挖掘作業過程中，煤礦的施工人員要應用2m長的工具敲擊煤層的頂部。此后，施工工人要對巷道底部挪動的部位，進行加固和支護。各個錨桿之間的距離，在1m左右，當后期巷道底部達到10cm~12cm之后，就需要加固巷道的頂部，以避免頂部坍塌的問題產生[5]。

4.4 應用高強錨桿支護技術

在巷道挖掘過程中，使用錨桿來支撐巷道內部的巖石。首先，要在巖石進行鉆孔，確定錨桿支撐的位置，進而再將錨桿插入鉆孔中進行固定。煤礦巷道的側壁，為防止錨桿的松動，需要給錨桿與巷道側壁接觸部位安裝固定墊板，使用螺絲來固定。在實際的煤礦挖掘作業中，經常會遇到迎頭過大的斷層巖體，因而，開展煤礦挖掘的作業時，施工人員要應用錨網支護技術，以避免巷道內部斷層巖體開裂的問題產生，進而保證巷道圍巖的穩定性。煤炭公司要避免對巷道的反復修復，這樣就可以維持巷道內部的穩定性。在應用錨網支護技術時，作業人員將錨網與巖層進行銜接，進而充分的展現出了錨網支護技術的特點和優點，以此提高煤炭巷道巖體的強度、硬度，為煤炭巷道的掘進作業奠定基礎。

5 結束語

礦井的掘進支護技術對礦產的挖掘來講十分必要，需要結合實際的礦井的地質巖層狀況來應用。礦產開發企業購置高端掘進設備，提高掘進工作的效率。在使用設備時，還要對礦井設備做好升級換代，實現礦井設備的定期保養，才能夠使礦井的掘進工作順利的推進。