复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术研究

李延辉 吴晨鹏 刘栋林

摘要：经济的发展对煤矿资源的需求在不断增多，煤矿开采已经进入了深井开采的阶段。本文以复杂地质条件下的煤矿为例，对煤矿掘进支护技术应用中存在的问题进行了探究，在此基础上提出了支护技术的优化应用策略，旨在为业界人士提供一定的参考。

关键词：复杂地质；煤矿采煤掘进支护技术；现状；改进措施

作为世界上煤矿开采历史最久的国家，我国虽然掌握了很多先进的采煤作业技术方法，但是在采煤的掘进和支护技术方面，仍然落后于发达国家的水平。如何提高复杂地质环境下煤矿采煤掘进支护技术水平，提高采煤作业的安全性应该成为煤矿开采作业企业应该关注的问题，论文对此进行了研究，具体内容如下。

1 复杂地质条件下煤矿采煤掘进支护技术应用问题

煤矿主井为斜井，风井为立井，采用两斜一立布置，主、副斜井及回风立井。在煤炭开采作业中，主要采取的方法是走向长壁式炮采，一次采全高。在煤矿开采作业中，使用到的仪器设备主要有液压支架，刮板运输机，双滚筒采煤机等等。若果不借助掘进支护技术手段，很容易出现矿井崩塌事故。那么会对煤炭掘进支护技术应用效果产生影响的问题有哪些那？

1.1 地质变化的影响

煤矿开采作业是由地表到地层，由浅入深的一个过程，随着开采深度的加深，采煤作业的难度与危险性也会随之加大。在煤炭开采作业中，水文地质结构会受到巨大的冲击甚至是破坏，尤其是封顶结构组织。所以在煤矿开采之前，要进行仔细的检查，要完成运钻、移钻及稳钻与打孔、装药、爆炸放顶然后再打孔，最后经后期处理。在放顶的时候，要选择合适的器具，否则会对放顶工作的有序开展产生影响[1]。顶层的岩石在外力的作用也会咋鞥家开采掘进的难度系数。

1.2 矿井巷道挖掘的影响

煤矿所在地的地理水文条件相对复杂，所以矿井的建设与掘进支护技术的实施具有一定的难度。在矿井内部受外力影响较大的情况下，煤矿会因为外力的加出现井道变形的现象。通常下巷道的顶部与底部的板块变形最严重。所以，矿井巷道煤矿开采掘进支护技术的使用难度较大。菜外，在薄煤层开采作业中，因为开采巷道本身比较窄，所需仪器设备比较特殊，因此对采煤掘进支护技术实施的整体效果会产生影响。为了提高支护技术的使用效果，需要处理好矿井巷道的变形问题。

1.3 开采设备落后

因为复杂地理环境下煤矿开采作业的难度与风险较大，为了保证开采作业的安全、有序开展，必须要采取科学的采煤掘进支护手段，技术措施的实施要以相对应的设备仪器做载体[2]。当前，煤矿开采中使用的很多煤矿开采仪器设备都是从国外引进的，不论是仪器设备的有效利用，还是日常检修养护都存在不足之处，影响设备使用的效率。所以，为了提高采煤掘进支护技术的使用效果，必须要选择合适的仪器设备，具备正确的操作使用方法，才能保证开采作业的效率，提高开采作业的安全性。

2 煤矿采煤掘进支护技术

2.1 综掘机型号的选择

为了提高掘进支护技术的使用效果，促进煤矿采煤掘进工作的有序进行，需要借助一个很重要的设备就是综掘机。在开采作业中，要结合矿井的实际状况。通常情况下，临时支护是通过采用综掘机本身的液压锁来进行，使用临时支护技术，可以降低掘进作业中的风险，以确保采煤掘进作业安全有序地开展。它的优势是有利于采煤的效率，缩短施工时间。在设备采购中，一定要综合考虑各个性能，例如：设备结构结构是否紧凑，能否应对有断裂面的巷道开采，设备的大小、运行效率等都应该纳入考虑的范围。合适的综掘机能够降低煤矿开采作业的难度。

2.2 截齿的选择

为了满足复杂地质环境下采煤掘进施工活动的需求，选择截齿的时候要考虑强硬度，使得工作效率得到保证，同时还能减少截齿破损的程度，延长使用寿命。而且在使用爆破处理、直接破顶处理时，强度达标的截齿还可以起到保护其它仪器设备的效果。但是，需要注意的是，一些矿井中岩石强度过大，超过了综掘机的承受能力，在这种情况下应该选择其它方式，因为如果使用机械设备，不但达不到预期目标，还会造成仪器设备的破损报废。

2.3 开门转为技术的运用

在支护仪器设备的使用中，要根据开采作业的需求进行挖掘机开门施工工艺的创新优化。例如：在煤矿掘进作业中，需要安装掘进机，一个掘进机后面承载力大约为40吨，二者高度差距大约为100 m。自行的开门技术方式能够降低开采作业的难度，为采掘机的使用提供足够大的空间，为煤矿开采作业的有序进行提供条件。

2.4 锚网支护技术

①退后卧底法。在矿井岩层较稳定而且没有明显断裂的地方，使用这种方法。岩层和断层顶部的最低位置要符合安全性要求。退后卧底法能够确保整个开采作业现场的稳定性，保护断层的完整性。不过这种方法有对操作人员的体力与适应性，抗压力有很强的要求。

②直接破顶法。煤矿开采中，断层预期与地质松软地段的开采作业，风险性极高。面对这类复杂的地址条件，最常用到的方法就是直接破顶法。在使用这种方法的时候，需要特别注意的一个问题就是：当顶板岩石的硬度系数<5，且落差<2的时候，无法实施任何支护措施，出现岩板碎裂问题的可能性很大。如果坡度较大，则可以使用直接破顶法，能够降低掘进采煤的难度系数。

③锚杆临支加U钢法。对断层落差大、围岩较为坚固、資源丰富的地段进行开采，相应的支护技术措施标准也要高一些。锚杆临支加U钢法即用U型钢架固定巷道，是将临时的超前支护和锚杆支护结合起来。在使用这种支护技术的时候要注意锚杆的倾斜度必须控制在45度的标准范围内。

3 结语

综上所述，煤矿掘进的支护技术是复杂地质环境下，煤矿开采作业得以有序、安全进行的重要保障。不过，在煤矿开采掘进技术的应用中，要结合煤矿作业矿井巷道的实际情况选择合适的仪器设备，采取合适的支护方式才能达到安全支护的效果。在以后的工作中，我们应该不断提高煤矿掘进技术支护研究与实践，以进一步提高煤矿事业的发展水平。

参考文献：

[1]刘宇鹏.复杂地质条件下的巷道掘进支护技术浅析[J].内蒙古煤炭经济，2017（12）：34+54.

[2]刘丽杰.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术应用研究[J].能源与节能，2017（04）：158159.

[3]徐海峰.复杂地质条件下解析煤矿采煤掘进支护技术和其运用[J].质量探索，2016，13（04）：7677.