复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析

宗诚

摘 要：随着经济的不断发展，人们对石化能源的需求量也越来越大，尤其是煤炭资源的利用。我国具有丰富的煤炭资源，但是随着时间的推移，其开采难度逐渐较大，尤其是对复杂地质条件下的煤矿可采活动也越来越多。众所周知，煤矿开采也需要大量的劳动力，因此在开采过程中不仅关注开采效率，还要保证人身安全，特别是复杂地质条件下的煤矿开采，更要注重安全生产。基于此，掘进支护技术广泛地应用到煤矿开采过程中，特别是复杂地质条件下的煤矿开采中更是得到广泛的应用。本文分析了复杂地质条件下煤矿开采的难度，并且对掘进支护技术的应用进行具体的分析，旨在更好地保证复杂地质条件下煤矿开采的安全性、可靠性。

关键词：复杂地质；煤矿开采；掘进支护技术

中图分类号： TD82 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）22-184-2

0 引言

在我国的能源结构中，煤炭资源一直占据着重要的地位，并且随着社会经济的不断发展，人们对能源的需求量也越来越大，这也给煤炭开采工作带来了更大的压力。而且煤炭资源是不可再生资源，随着开采工作的继续，其开采难度逐渐地加大，并且容易开采的地区开采量越来越少，煤矿开采工作逐渐转移到更为复杂的地质环境中，开采难度进一步加大。同时，这一现状也提高了煤矿开采安全事故的发生率，不仅严重影响了煤矿开采效率还严重危机到人们的生命安全。因此在煤矿掘进开采的过程中，加强掘进支护作业，为煤矿开采工作提供稳定、安全、可靠的开采环境。

1 煤矿掘进支护技术应用现状

在煤矿的开采过程中出现煤矿坍塌等安全事故主要指的还是煤矿巷道的坍塌。煤矿巷道在煤矿的开采过程中具有通风、排水以及运输的作用，保证安全性不仅关系到煤矿开采的效率，还直接影响到煤矿开采人员的生命安全。因此在煤矿的开采过程中首先要保证巷道的安全。但是随着煤矿开采机械设备的不断发展，煤矿掘进难度的不断加大，巷道的安全性也越来越差，就是基于这种发展形势，煤矿掘进支护技术得到不断的发展，充分保证巷道的安全。

支护技术在目前煤矿的开采建设过程中主要指的是巷道支护，并且在我国的应用时间比较长，其支护材料已经由原来的木材、钢材更新到锚杆支护。而且随着煤矿开采的实际需求，我国的锚杆支护技术也得到不断地发展和创新，其预应力和强力都有了明显的加强，目前锚杆支护已经广泛地应用到煤矿开采中。

在目前的煤矿巷道建设中锚杆支护技术是其应用最为广泛的技术，有效提升了巷道岩层的凝聚力和强度，消除了巷道滑移等安全隐患。并且随着锚杆支护技术的广泛应用，已经形成了完善的作业标准和制度，其作业更加的系统化、完善化。

2 复杂地质条件煤矿掘进难点

一是在复杂地质开采条件下，煤矿井会随着开采深度的推移，对煤矿周边的地质结构的破坏性就会越来越大，从而影响到煤矿的顶板岩性，在一定程度上增加的围岩的应力，增加了煤矿掘进的难度。

二是在复杂的地质条件下，煤矿掘进的过程中经常会出现前面掘进后面维修的情况。造成这种现象主要还是煤矿的顶板岩性较为松软，在掘进的过程中很容易因为应力的变化破碎，给煤矿巷道的建设带来很大的难度，影响工程效率。并且在顶板岩性碎裂的过程中，巷道的顶底板也会出现较为明显的收缩现象，加剧了巷道变形的速率。而且掘进之后还要对巷道进行修补，也增加了掘进的工作量，降低了工作效率。

3 复杂地质条件下煤矿掘进支护作业

3.1 选择掘进设备

目前，在巷道掘进设备中主要有两种类型，一种是普通掘进机，一种是综合掘进机，依据实际的建设条件和巷道长度选用。根据具体的建设规定，当巷道长度<300m时，比较适用于普通的掘进设备，反之则应该选用综合掘进设备。这种掘进设备的选定方法本质上还是由设备的作业特点决定的。并且使用综合掘进设备可有效减少实际施工前的准备时间，保证掘进工艺的选择更加符合生产实际。而且，在使用综合掘进设备时，还要选择合适的设备型号，这主要是由现场的施工条件所决定的，例如，巷道的结构、煤岩的硬度等，选择合适的掘进设备才能实现施工的科学性、高效性。

3.2 选择截齿

在选择合适的掘进设备之后，还要合理选用掘进机的截齿，这也直接关系到设备的利用率，影响到施工效率。在选择截齿的时候，耐磨性一直是其选用的关键因素。如果截齿没有较强的耐磨性、高强度，那么在日常的掘进工作中其作业速度将会受到严重的影响，并且其作业质量也无法得到有效保证，还会增加截齿的报废率，增加生产成本。因此在截齿的选择上一定要选用高强度、耐磨性好的，尤其是在复杂的地质环境中作业更应该选用性能好的设备。但是如果岩石的硬度已经超过了掘进设备的工作能力，可直接采用爆破的形式进行处理，有效保护设备。

3.3 临时支护技术

为了更好地保证掘进工作的安全性、稳定性，在使用综合掘进设备的过程中可利用综合掘进液压系统形成临时的支护，这种技术已经在实际的掘进作业中得到应用，并取得了较为明显的效果。但是在实际的应用过程中，一定要先检查设备系统的稳定性以及液压闭锁装置的性能。

3.4 综掘机配套系统

在我们以综掘机进行掘进工作时，应当能够正确地对施工过程中的管理问题以及系统问题进行良好的处理。首先，能在具体施工之前拟好一套科学合理的管理体系，从而能够保证施工工作能够以更为安全、有效的方式得以开展。例如，通过弯皮带实现输送作业时，则可以通过大角度、长距离的方式掘进，与此同时还可能辅以小角度的掘进技术。另外，在对机械设备工作方式及运行原理良好的掌握的同时，还应当对此规划一套较为科学合理的管理体系，从而能够在良好管理体系建设的前提下使掘进机自身的工作性能能够更好地发挥，并在实际应用的过程中做好对设备的定期保养，从而能够以多角度的方式保障设备的稳定、高效运行。

4 锚杆支护技术的具体应用分析

4.1 直接破顶法

这种支护技术主要是利用掘进机对断层顶部直接的冲击，破除不牢固的部分，只留下了性能稳定的顶板围岩，并且在采用锚网索的方式对其进行支护。而在顶板岩石方面，如果其落差应小于等于2m或者硬度小于5，那么在实际应用的过程中就会由于自身的脆弱性而容易碎裂，而不适用于支护工作。同时，由于在地下掘进工作中其环境都会存在较大的坡度，对此情况我们也可以通过直接破顶的方式来解决其支护问题。

4.2 退后卧底法

退后卧底法也是锚杆支护技术的一种，使用于具有完整、坚固的上顶板的断层，并且断层落差距离不要超过2.5m，通过支护围岩的方式进行加固。在围岩支护的过程中，应该先后退掘进机，卧底前进，有效保证断层巷道中底部的高度，使其符合施工标准，实现强化围岩的目的，提高煤矿掘进工作效率。

4.3 锚杆临时支护U钢法

在复杂的地质环境中，在煤矿巷道掘进的作业中会出现落差较大的断层，在掘进的工作中存在较大的坍塌、破碎等安全隐患。这对这种施工情况就可以采用U钢支护法，进行一系列的临时、超前固定。U钢支护法还只是掘进过程中的临时支护，还需要结合锚杆支护技术，使施工更加的安全、可靠、稳定。

5 结语

总之，煤矿掘进支护技术在我国的煤矿建设中占据重要的部分，并且随着煤矿开采难度的加大，在复杂地质条件下支护技术的重要性更是得以凸显，在提高煤矿开采效率，减少煤矿安全事故方面发挥了重要作用。因此在复杂地质煤矿巷道工作中，应该加强掘进支护技术的应用，有效保证作业人员的安全。

参 考 文 献

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