复杂地质条件下采煤掘进支护技术探究

2018-02-16王伟

机械管理开发 2018年1期

王伟

（山西阳煤五矿，山西阳泉045209）

1 案例简述

A地的一个矿区是南北向的延伸结构，整体形状为长条状，矿区的长度大约为5 km，宽大约为0.7 km，矿区的总体面积约为3.42 km2，其是在2014年开始实施扩建的工程的，扩建以后为0.3 Mt/年。在煤矿的整体扩建规划中，水患问题使得主斜井无法继续掘进，因此停止了煤矿的掘进进度，但是在副井的位置已经扩展到850 m水平的井底。并且即将采取措施，利用主斜井反掘进的工程进度，在此过程中，还结合了900回风石门的整个施工过程。

2 复杂地质条件对掘进支护技术应用的影响

在进行煤矿开采项目的建立过程中，相关方面的技术人员必须针对开采项目的实际需求，建立合理且完整的管理与监督的机制，通过对项目的施工过程以及实际价值进行管理，不断地将管理制度进行完善，提升项目的整体水平。但是，在实际施工的过程中，对其造成阻碍的因素十分之多，并且在采煤的过程中地压过高，又有许多断层现象[1]，这些因素都会对项目工程的具体施工造成一定的制约，从而影响工程的进度。在这里需要特别指出，如果进行采煤的整个环境条件处于不稳定的状态，应用相关的煤矿技术进行开采可能会发生矿井坍塌事故。另外，在多数矿井中，在应用煤矿采煤掘进支护技术的过程中，还极有可能碰到矿井的软型岩石区地质状况存在问题，这不仅使得煤矿采煤掘进支护技术难以应用，还会对矿井的稳定性与安全性造成影响。因此，这些问题必须受到相关技术人员的重视，并针对此建立起相应的管理机制，确保项目工程施工的安全性与时效性。

2.1 地质变化对掘进支护技术的影响

在煤矿采煤项目工程的运行过程中，其中一个十分重要的环节就是采煤掘进支护技术，它需要相关技术人员提供的一些有价值的建议，从而使采煤掘进支护技术得到更好地应用，提升工程的质量和效率。然而，在实际的应用过程中，却远远没有达到理想的效果，尤其面临地质条件过于复杂的时候，许多突发性的问题都会打乱原本的计划。其中最严重的问题就是地质变化，因为地质的复杂使得矿井内会存在许多地压问题，而且在复杂的地质条件下，通常还伴随着大面积的断层结构。在施工过程中，往往缺乏应急的措施和技术，一旦地质发生变化，就会对施工的进度造成严重影响[2]。需要注意的是，要想确保煤矿开采的质量，必须遵循过程由内而外，深度结构由浅到深的工序。但是，这对施工人员来说具有很大的难度，因而往往在实际施工中难以被严格遵守。

2.2 矿井道路对掘进支护技术的影响

在对影响煤矿采煤掘进支护技术的外界环境进行分析时，必须要对其作用力进行重点分析。也就是说，在应用煤矿采煤掘进支护技术进行开采的过程中，外在的作用力会使得矿井内的巷道产生变形，最为明显的变化就是巷道顶部和底部的板块会出现严重收缩的现象，使得巷道的结构变得不规则，从而使项目的实施陷入极其困难的境地，这需要相关技术人员和管理人员对这一问题重视起来。在巷道内采用煤矿采煤掘进支护技术，会面临许多的阻碍因素，使其变得异常困难，必须对巷道的宽度进行标定[3]，才能使这项技术在其中得到应用。因此，这就要求相关管理人员不断完善管理机制，对造成施工的制约条件进行处理，使煤矿采煤的质量和效率均得到有力保障。

2.3 设备陈旧对掘进支护技术的影响

要想确保开采项目的质量和效率，进行煤矿采煤掘进支护技术的相关设备必须符合标准，这需要对其进行分析与严格的管理和调控，不断对设备及其配置进行优化，提升其运行效果，使整体的技术结构都能得到提升，确保开采项目的顺利进行。技术人员在设备的选择上，一定要专业，针对不同的开采环境条件而实施与此相符合的技术设备，同时还要不断提升整个团体的整体水平，使其在问题的处理上更加全面，也更加到位，确保煤矿开采项目的质量。在进行设备的选取之前，相关技术人员首先要对设备以及项目工程有足够的了解，这样才能选取最为适合的设备[4]。除此之外，在将设备选取好之后，技术管理人员还要制定相应的设备实施计划，严格规范开采项目的流程和要求，确保在实施的过程中，能够更加有序的进行。

3 复杂地质条件下的相关采掘支护技术

在遇到地质比较复杂的开采条件时，技术人员必须对多个因素进行综合考虑，不断地完善管理结构，对资源进行合理有效的配置，同时采用针对性的地质掘进技术也相当重要。常用的掘进技术主要包括以下几种。

3.1 直接破顶法

利用掘进机的冲击方式将断层顶部直接进行破除，把结构相对比较稳定的顶板围岩留下。然后再充分应用锚王索对整体进行相关的支护。之后，在具体施工的过程中，要保证整个顶板岩石的落差不超过2 m。而如果在操作的过程中因为太过脆弱而出现破裂的情况的话，那么整体支护水平将不能够再进行下去。此外，煤矿掘进中一般也都存在坡度非常大的情况，这个时候破顶法才能够解决该问题。

3.2 退后卧顶法

如果在煤矿掘进的过程中存在比较完整而坚固的断层顶板时，那么一定要先确认它们两者间的误差不超过2.5 m。之后再采用支护的方式来围岩。在实际操作中，要遵循先后退再卧底的方式来施工，这样才能够确保整个断层的巷道都能够在遵循各类指标的前提下达到相关的要求，从而使得煤矿掘进工程的安全性更上一层楼。

3.3 锚杆临时支护加U型钢架法

如果在复杂地质施工中存在较大的断层的话，那么在煤矿掘进的过程中就非常容易出现坍塌甚至破碎的问题。每当这个时候就可以应用在支护上加入U型钢架的方法来解决问题。在操作的过程中要注意以下几点。第一，把整体锚杆的角度都控制在45°以上。第二，通过合理利用预紧力的方式来更好地实现对围岩结构的加固，这样才能够有效避免在煤矿掘进的过程中出现的顶板破碎的问题。第三，在整个过程中也要充分对支护进行考虑，一方面要对巷道的断面形状和稳定性进行考虑，另外一方面也要对整个巷道断面的形状和稳定性进行考量[5]。