浅谈复杂地质条件下巷道支护技术

2018-11-19王军平

陕西煤炭 2018年6期

关键词：山腰山体定点

王军平

(山西省阳泉煤业集团创日泊里煤业有限公司，山西晋中 032700)

0 引言

随着我国煤矿开采技术的不断创新，煤矿巷道掘进支护技术的实践也在不断提升。掘进技术的进步，就是煤炭开采新技术的代表，该技术的有效实践，将传统的掘进方法与支护方式，转变为统一定点式管理策略，为现代煤炭资源安全开发提供了更为广阔的新视野。

1 复杂地质条件环境概述

当前煤矿掘进工作的开展，逐步从简单化向着复杂区域推进。为了分析煤矿掘进技术在实践中应用的作用，以国内A区域煤矿地质环境为例进行技术分析。A区域位于我国西南部地区，是国内开采时间较早的煤矿区域之一。煤矿开采前，结合国内现有资料，对A区域进行地质勘查，发现A区域主要以断层山为主，煤矿受力相互关联、相互重合，同时，该区域的部分地区资源常年受到地下水的侵蚀，导致底部煤层关联处，形成较为脆弱软土层，技术人员运用地质电子仪表对区域煤层的稳定性进行检验后，将其区域煤层检测信息归纳为表1。

表1 区域煤炭监测分析表

结合表1分析发现，A区域煤层主要集中在山顶和山腰处，且煤层深度分别为60.07 m、40.65 m。两处煤矿资源的分布上，顶部煤层呈现纵向延伸趋向，而山腰部分的煤矿存储，则处于横向延伸。A区域煤矿存储结构上发生这种变化的主要原因，是由于该山体在形成过程中，山腰部分常年受到外力的挤压，造成山腰部分发生空间位移，而山体底部和顶部同时对山腰部分的煤层产生压力冲击，致使煤层结构由纵向延伸，向着横向延伸变化。同时，A区域煤炭资源定位过程中，也发现A区域山体煤层受压强度存在着一定的差异，其顶部和底部的煤层受压能力较强，但山脚处的煤层质量一般，而山顶与山腰处煤炭资源质量较好，但煤层处的受压强度均低于山脚处的受压程度。此外，当前A区域煤炭资源存储中，山腰部分煤炭层区域的软土层较多，山顶区域坚硬性围岩较多，山脚部分煤层开采环境良好，因此，实行A区域煤层掘进时，也要注意该区域的这一地理特征。

2 复杂地质条件下掘进支护技术的应用

结合A区域地质条件分析情况，在施行掘进支护的过程中，应注重A区域山体岩层的变化情况，实行有效的防护与定点分析。

由于A区域煤层分布区域较为广泛，且山体总体受力情况各有不同，在开展A区域煤层开采的过程中，首要条件就是确定支护技术实施的受力支撑点。为了保障实践工作的安全性，技术人员首先应用红外射线进行定点分析，然后直接在山顶处采取破顶定位法、退后卧底法，确定A区域煤矿支护标杆处理的核心定位置。并借助U型钢支护钢架，进行初期定点固定，监测A区域山体受压变化情况。最后确定支护位置后，按照山体软土层2 m落差围岩处理的方式，逐层进行顶部围岩层处理，直到顶层支护杆与底层支护杆相互对接后，完成A区域煤矿掘进支护上部定点防护工作。

值得注意的是，复杂地质条件下，矿山结构支护点的设定工作，不是经过以上一次性定点分析，就能够达到永久性保障的，而是需要技术人员在实际掘进过程中，以区域小型支护点为引导，进一步实行A区域煤矿掘进支护点的移动，才能够发挥支护点在实践中发挥作用。

3 支护主体高度与稳定度的调整

结合A区域山体情况分析来看，本次煤矿掘进区域，应采取反向掘进与顺向掘进同步推进的方式施行，因此，进行煤矿掘进支护高度调整时，应注重支护区域主体框架高度与稳定度的解析，图1为本次A区域煤矿掘进的支护框架图。

图1 区域煤矿掘进的支护框架图

从图中结构设计来看，A区域山体掘进支护时，沿着山体内部掘进需要拓展的空间区域，实行高度、平稳度的二次定位。同时，能够发现本次区域支护的排列上，横向应用空心管，按照纵横交错的排列方式，进行支护顶部局域设计，然后在中心区域两侧，各对应一个金属骨架结构，用于煤层底部区域性煤矿处理的辅助性支护体系，实现了图中结构由整体到部分的对应性排列。一旦A区域煤矿掘进过程中，山腰部分的煤炭掘进工作受到软土层的干扰，出现顶部支护层坍塌问题，则各个部分辅助性支护结构，依旧可以发挥山体支护的作用，在一段时间内，保障山体底部煤炭开采作业的安全性。

3.1 掘进支护角度的变动性设计

技术人员实行A区域煤矿掘进处理的过程中，也从A区域煤炭开采层的总体特征入手，实行煤矿层支护角度的变动性调整。本次对于A区域检测后，得到的检测数据信息为：A区域煤矿支护角度的最佳值为48.17°，但为了确保支护掘进工作开展的安全性，将区域煤矿掘进的角度控制在36.66°～52.15°之间。施工人员进行工程施工的过程中，借助电子红外跟踪仪器，开展动态煤矿掘进角度动态化调整，一旦发现A区域煤矿掘进角度超出拓展安全范围，施工人员则立即停止煤矿开采工作，实行区域煤矿支护视角重新测量。

同时，复杂地质区域煤矿掘进工作的实施，必须始终保障区域检测与结构检测之间的灵活沟通，适当进行煤矿区位性调整，确保顶层围岩打通过程，不会对山体底层煤层产生振动。尽量避免现代煤矿掘进支护过程时，出现煤层坍塌的问题，提升A区域煤矿掘进的安全程度。

3.2 掘进支护设备资源的合理应用

A区域掘进支护技术的有效运用，也应做好支护技术推进时，掘进区域切割，即煤层掘进工作开展，应按照煤层岩石强度进行综合调整。如A区域顶层煤层掘进时，掘进强度为1 500 Pa，而针对山脚和山腰区域，煤层较为松软区域进行掘进时，将其压力控制在1 400～1 200 Pa之间即可。同时，当A区域煤层切割过程中，遇到高难度煤层掘进区域时，应采用中高度切割压力进行煤层处理。此外，为了防止煤层切割过程中，掘进设备出现大量磨损，可采取小区域定点爆破处理后，再次实行区域煤矿掘进工作。