地质条件对煤矿机械化掘进的影响分析

刘亚楠+刘浩

摘 要：煤矿在工业生产以及其他产业中的应用很是广泛，使用量也很多，这就促进了我国煤矿生产企业的快速发展，进而大量的煤矿生产机械也应运而生，加大生产速度，提高生产效率。但是煤矿机械功能的发挥并不是一帆风顺，在煤矿掘进的过程中，会受到地质条件的负面影响，如果相关人员不能对其采取有效措施，煤矿生产效率很难再进一步提高。

关键词：地质条件；煤矿；机械化掘进；影响

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.064

煤矿机械化掘进指的是掘进巷道施工中采用现代比较先进的机械，完成一系列的采煤过程。掘进设备的性能关系着采煤质量。本文主要针对地质条件对煤矿机械化掘进的影响进行分析。

1 影响煤矿机械化掘进的地质因素

1.1 煤层倾角

在机械掘进的过程中，所面临的煤层平整度不是很高，大多都是有一定的倾斜角度的，并且不同地方煤层倾斜角度不一样，最常见的煤层倾斜度是近水平和缓倾斜，虽然倾斜角度很小，但是对施工机械造成的影响很大，一般这种大型的掘进机对地面平整度要求很高，稍有不慎，就有可能出现倾翻事件。所以掘进机在处于工作状态时，相关人员要首先对掘进的煤层进行处理，使其平整度满足要求，上山掘进，处理倾斜处底板，下山掘进，处理顶板，如此，掘进机才能保持平衡，顺利掘进[1]。

1.2 断裂构造

煤层断裂也分为好几种情况，它们对掘进过程造成的影响程度不一，负面影响最大的是断层。影响主要有两方面，其一断层带会使岩石丧失连续性，也就是不能保持完整状态，这正好给了处于游离或吸附状态的瓦斯提供了聚集之地，此处的瓦斯浓度必然会提高，掘进机在对此处进行破坏时，瓦斯要么会使操作人员窒息，要么会发生爆炸，使煤矿坍塌。其二巷道掘进量是一定的，但是断层的位置也是要寻找的，所以在无形中，就会使废弃的巷道增加。

1.3 煤层中的夹矸

夹矸分布于煤层之中，和煤粘结在一起，不仅会使煤不纯，还因为自身硬度太大，导致掘进和开采设备与煤矿直接接触的部分磨损十分严重，这样，煤矿掘进进度就会产生影响[2]。

1.4 顶底板岩性

顶底板岩性指的是煤层顶板和底板岩石的结构强度以及稳定性，它会直接影响到煤矿机械化掘进效果。对于顶板来说，掘进设备在将煤矿石从煤层上切割下来时。会使顶板下降，下降的高度会关系到顶板是否能保持稳定状态，不会发生坍塌，下降高度直接受到岩性的影响。对于底板来说，底板岩石的强度与硬度和底板强度直接挂钩，如果底板的硬度是满足掘进要求的，掘进过程将会很顺利，如果硬度不够，则证明底板是出于失稳状态的，掘进效果是不好的。

1.5 煤层含水率与渗透性

煤层是存在于地下的，所以必然会和地下水或地表水处于同一空间中，只是保持平衡状态，使煤层在没开采之前不会受到水的大肆侵袭。但是在巷道掘进过程中，会将这种稳定平衡打破，地下水体会通过地层裂缝流进巷道中，如果不对其进行及时排除，它们会直接作用在底板上，使岩石岩性变差，在硬度和稳定性方面不能满足掘进要求。

1.6 岩浆岩的侵入和局部冲刷

岩浆侵入煤层中，在后期冷却凝固中，和煤层凝结在一起，形成岩浆岩和煤矿的综合体，它使煤矿的纯度不足，如果其存在于顶板上，就会使顶板的质量下降，使其丧失稳定性，掘进过程中，会使顶板下降高度增大，后期無法对其进行维护。另外岩浆岩的侵入使得煤矿层应度增大，采矿难度就会增加，不仅会磨损机械，还会阻止掘进脚步。另外，有些煤层附近有河流，这些煤层在长期经受水流的侵袭下，煤层厚度不能满足设备的开采要求，就要从其他地方着手，多余岩石的处理也会浪费人力和物力。

2 减小地质条件对煤矿机械化掘进的影响的具体措施

2.1 选用性能良好的机械设备和先进的现代技术

不同的地质条件，对煤层的影响程度不同，但无疑都增加了煤矿掘进的难度，使掘进进度减慢，所以就要从掘进设备和掘进技术入手，对其进行完善和优化，使设备的性能能经受起不同地质条件下煤层掘进的考验，相关人员在选用这种设备之前，要先对其性能进行试验，还要对质量进行检验，避免在掘进过程中出现故障。另外，对于技术方面，煤矿生产企业可以加大对相关技术研究方面的资金投入力度，使研究人员得到支持。如果是其他人员研发出新技术，煤矿生产企业也要及时引进。

2.2 采取适当的支护方式

在煤层的不断掘进过程中，煤层的顶板经受长时间震荡，本身会失稳，通过后期维护，使顶板稳定性重新满足掘进要求。但还有一种维稳效果比较好的方式，就是对顶板以及周围相关部分进行支护，可以借助工字钢梯形棚支护或者锚网拱形支护，支护工具的选择可以根据顶层的稳定程度来确定。

2.3 保持排水系统畅通

排水系统主要针对的是通过裂缝渗透进巷道的含水层中的水，如此，顶底板的岩石岩性才不会受到侵蚀，要时刻保证掘进巷道是干燥的，就要对排水系统的位置做好安排，还要定期对排水管道进行检查，看其是否畅通，因为在排水过程中，有可能夹杂一些泥土或者岩石之类，导致排水管道堵塞，影响排水效果，进而就会拖延煤矿掘进进程。

2.4 实施措施中需注意的事项

针对容易聚集瓦斯的断层，在煤矿掘进之前，相关人员首先要对断层的位置以及范围进行调查和确定，还要关注顶板的稳定性是否满足掘进要求，要根据顶板实际的稳定情况选择合适的支护方式。对于煤层平整度特别差的地方，要根据机械设备前进的方向，对顶板或底板作出相应的处理，使掘进设备一直保持平衡稳定的状态。对于硬度比较大的岩石，为了避免机械发生磨损故障，要提前对这些岩石进行处理，使其内部结构不再保持稳定状态。

3 结语

地质条件对煤矿机械化掘进的影响还是很显著的，不仅费时费力，耗费大量资金，严重情况下，还有可能造成大规模的人员伤亡，毕竟煤矿发生瓦斯爆炸，煤矿坍塌事件层出不穷。所以煤矿巷道掘进的负责人员有必要对影响掘进质量的地质因素进行分析，以采取不同的掘进措施，煤矿生产企业还要将资金投入到新型的掘金技术与掘进设备的开发中。

参考文献：

[1]韩帅.地质条件对煤矿机械化掘进的影响分析[J].机械管理开发，2017（03）：93-94.

[2]陈远云.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析[J].内蒙古煤炭经济，2012（10）：102+104.endprint