复杂地质条件下煤矿掘进支护技术探讨

王雷

摘 要：煤矿井下地质条件复杂，由此会给开采掘进工作造成一定的影响。为确保井下采掘作业的安全、有序进行，必须针对复杂地质条件，采取合理可行的掘进支护技术措施。基于此点，本文首先简要分析复杂地质条件对煤矿采掘作业的影响，在此基础上对煤矿开采掘进支护技术在复杂地质条件下的应用进行论述。期望通过本文的研究能够对煤矿开采掘进的顺利进行有所帮助。

关键词：煤矿；复杂地质条件；掘进支护技术

1. 复杂地质条件对煤矿采掘作业的影响分析

随着煤矿采掘技术的发展，对井下作业的安全性提出了更高的要求。由于煤矿井下赋存着各种复杂的地质现象，从而对开采掘进造成了一定的影响，主要体现在如下几个方面：其一，开采难度增大。对于煤矿开采掘进而言，是一个循序渐进的过程，通常都是从浅层向深层进行，当开采深度逐渐增加后，会使井下原本的地质结构遭到破坏，尤其是顶板的岩层特性，会出现非常明显的变化，拱形的围岩则会承受更大的外力作用，由此势必会导致开采掘进的难度增大。其二，增大了安全事故发生几率。煤矿井下的复杂地质条件相对较多，尤其是巷道顶板和底部的岩层都较为松软时，开采掘进很难使巷道形成固定的形状，即使当时成型，后期也会出现围岩变形的情况，顶板与底部均会出现明显的收缩，常规的支护技术措施，在这样的巷道中无法使用，由此很容易诱发安全事故，并且还可能导致掘进后巷道反复修整的状况，大幅度降低开采掘进速度和效率。

2. 煤礦开采掘进支护技术在复杂地质条件下的应用

在复杂的地质条件下，可以采用如下支护技术来提高巷道围岩的稳定性，从而确保采掘作业的安全、有序进行。

2.1直接破顶支护技术

直接破顶支护技术主要应用于开采期间遇到断层的情况。技术人员利用煤矿掘进设备对遇到的一些断层进行直接的破除和冲击，使巷道断面呈现稳定状态，然后再加固支护。直接破顶支护技术可以有效提高掘进期间顶板围岩结构的稳定性和安全性，避免在掘进过程中顶板围岩出现破碎和裂缝情况，保障施工人员的人身安全。直接破顶支护技术主要应用于断层落差两米以上的施工环境以及顶板岩石硬度比较高的区域，对于基本硬度较低或者断层落单差较小的环境可以让顶板岩石自己脱落，施工时要具体情况具体分析，保障技术应用的有效性和合理性。

2.2 临时支护技术

在煤矿井下巷道内通过综采设备进行掘进的过程中，必须对设备的液压系统进行综合考虑，需要重点考虑的有两个方面：

一方面是稳定性，另一方面是在启、停后的锁闭装置。若是能够使这两个方面的问题得以有效解决，则可确保采掘作业顺利进行。经过不断研究后，并结合大量的工程实践，研制出机械液压锁的临时支护方法，这种支护技术工艺具有如下应用优势：能够使工作压力得到有效地放缓，还可以使作业安全性和稳定性获得显著提升。

该掘进支护技术在煤矿井下复杂地质条件下的应用较为广泛，具体是指通过掘进设备，将断层顶部直接破除掉，将相对比较稳定的顶板围岩留存下来，随后通过锚网索喷的方法进行复合支护。采用该方法对复杂地质条件下的开采掘进支护时，应当对如下事项加以注意：当顶板的落差小于2m，岩石硬度不超过5级的围岩，掘进时容易诱发造成大面积的顶板破碎现象，这样一来会使支护的难度随之增大。所以，该掘进支护技术在整体坡度較大的地质条件中，应用较为广泛。

2.3 锚杆加U型钢架支护

井下开采常常遇到落差相对较大的断层，由此使得开采掘进作业时，围岩破碎及坍塌的可能性随之增大。对于这种地质条件，可以采用如下支护技术进行处理：超前支护、锚杆支护，并与U型钢支架固定支护进行联合应用，从而使锚杆在巷道顶板呈扇形分布，在这一前提下，便可借助预紧力对巷道内的围岩进行加固，从而避免煤矿掘进过程中作业面顶板发生冒落的可能，这样能够大幅度提升采掘作业的安全性。

2.4掘进支护设备的优化

2.4.1优化综掘设备

在复杂地质条件下，应对矿井施工条件进行综合分析，选择适合的综掘机，以此保证煤矿掘进支护技术的应用效果。在综掘机选择过程中，不仅要考虑综掘机的性能、指标参数等，更要考虑到实际施工条件，使综掘机能够满足复杂地质的施工条件。同时，综掘机还要与巷道的断面相符合，可满足转换切割强度的要求，从而提高综掘机的适用性，对不同强度的岩层都能够正常作业。此外，必须选择配件质量高、运行效率高的综掘机，减少综掘机在掘进支护中发生故障的可能性，以免影响掘进施工进度，确保掘进支护作业质量。

2.4.2 截齿选择

在选择合适综掘机的基础上，还要合理选择截齿，保证截齿在高频率作业中具备良好的耐磨性和高强度性。选择质量好的截齿既能够减轻截齿的磨损程度，又能够加快煤矿掘进速度，提高煤矿掘进效率。当前，一般综掘机上都提供截齿，并且截齿具备较强切割能力。但是在综掘机作业时，必须检验岩石硬度，确保截齿的切割能力能够满足岩石硬度的切割要求。如果岩石硬度超过截齿切割能力，则不允许强行进行切割，避免对截齿造成损坏。在这种情况下，可以利用爆破作业替代截齿切割，进而延长综掘机的使用寿命，降低综掘机发生故障的几率，不断提高开采作业效率，促进煤矿生产效益的提升。

3. 结论

综上所述，煤矿在井下开采掘进的过程中，常常会遇到各种复杂的地质条件，由此增大了采掘作业的难度，如果处理的不好，则可能引起安全事故。为此，应了解复杂地质条件对开采掘进的影响，并运用合理可行的支护技术措施，确保采掘作业的顺利进行。在未来一段时期，应当加大对掘进支护技术的研究力度，除对现有的技术进行改进和完善之外，还应当开发一些新的支护技术，从而使其更好的为复杂地质条件下的采掘作业服务。

参考文献：

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[2]慕沛哲.复杂地质条件下煤矿巷道掘进支护技术的应用浅谈[J].能源与节能，2017（11）：121-122.

[3]卢瑞元.复杂地质条件下煤矿掘进支护技术及其运用[J].能源与节能，2017（8）：109-110.

作者简介：

王 雷，男，1983年8月出生，2008年毕业于黑龙江科技学院采矿专业，工程师，现工作于龙煤鹤岗矿业有限责任公司新陆煤矿，主要从事采矿技术及管理工作。