复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术应用研究

宋玉山

摘 要： 随着工业和社会经济的发展，煤矿企业必须要采取有效措施来提高煤矿开采工作的质量和效率，从而增加煤炭资源的开采深度与开采强度。一般情况下，煤矿的开采条件大部分是非常艰难并且开采环境十分复杂的，给煤矿的开采工作带来极大的阻碍，地质条件的复杂性也为煤矿企业的开采工作增加了难度，促使企业不得不提高开采技术。掘进支护先进技术的引入便成了煤炭开采工作中推动企业发展的必不可少的必要举措，这一措施也是根据时代潮流和提高煤矿开采工作效率的重要举措，因此，以下便对煤矿企业所采取的技术措施等进行深入的分析和探讨，以便于更好的开展煤矿开采工作。

关键词： 复杂地质;煤矿采掘;支护技术

【中图分类号】X752     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.014

引言：煤炭企业，尤其是采煤工作，是事故高发、危险性高的行业，在煤矿事故中除了瓦斯爆炸，以煤矿坍塌事故为最常见的煤矿事故。之所以会出现煤矿坍塌，主要是在掘进过程中，随着开采的不断推进，支护工作跟不上工程进度，就有可能出现巷道塌陷，不仅制约了工程进度，更是对工作人员的生命安全造成了极大的威胁，不仅危害企业的效益，还会影响企业的正常运行和长期发展。

1 复杂地势煤矿掘进技术的难点

1.1 地质结构变化

我国许多的煤炭企业都存在矿井数量多、地质情况复杂的现象，矿井中的实际施工情况与土质、地质结构、顶板岩石等都有关。许多因素会对煤层的结构产生影响，使得支护工作变得更加复杂多变，提高了支护的工作量和工作难度。且随着掘进的不断推进，以及采煤深度的逐渐增加，矿井周边的地质环境容易受到破坏，进而对施工的开展制造了新的难题。如果在巷道的断面施工中不能提高断面的利用率，会严重影响开采进度和工作效率。断面通常呈矩形结构，如何利用好矩形结构，合理运用大型机械设备，从而保证安全、稳定地开展掘进作业，是掘进工作的一项重要内容。地质结构的变化存在很大的不确定性和不可预测性，没有足够的技术和能力对地质结构进行预判，所以支护工作对矿井信息有着很强的依赖性，只能通过掌握和分析巷道的地质信息，结合施工现状开展支护工作。

1.2 前掘后修技术

在复杂的地质条件下，煤矿采掘支护仍存在一定问题，且前掘后袖施工难度较高，明显地质变化有：底板松软、顶板松动等，长此以往，极易导致巷道破碎，影响采掘巷道成型，施工进度受到严重影响。并且，在煤炭采掘过程中，巷道顶板会出现收缩现象，巷道变形概率提升。因此，为保障采掘工程顺利进行，在煤炭采掘时，相应的修补技术非常关键，有助于规避安全事故，保障工作人员自身安全。

2 复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术

2.1 科学选择机械设备

在开采煤矿时，机械设备的选择往往会受到巷道掘进长度因素的影响。在实际施工过程中，选择普掘机与综掘机的依据，一方面应考虑到设备所具备的能力，另一方面则需要考虑掘进巷道长度。在一般情况下，要是巷道掘进长度低于300m通常使用普掘机即可，而综掘机更适合使用在超过300m的掘进施工。同样也和选择的施工工艺之间存在一定关系。假设施工条件相同，在巷道掘进中应用综掘机能在一定程度上提高施工准备效率，要是有关施工人员能够合理选择掘进工艺，则可以让综掘机进一步满足实际施工需要。与此同时，在选择与确定综掘机型号时，工作人员在需要有效考虑现场的实际施工情况。因为煤岩巷道长度、煤岩硬度等因素有所不同，所以综掘机类型的选择也应具有一定的针对性，工作人员需要充分考虑这些因素，并以此为基础选择相应的机械设备。此外，截齿选择也十分重要，如果截齿具有较高的耐磨度，在实际掘进施工中会大大降低磨损程度，延长截齿应用时间，由此能够在保证施工进度与质量的基础上减少施工成本投入。但需要引起注意的是，要是地质条件相对复杂或是煤岩硬度较大，若仅是凭借综掘机能力是难以确保巷道顺利进行掘进作业的。因此，为了保证施工进度以及工作人员设备的安全，则需要在爆破处理之后再施工。

2.2 慎重挑选截齿

在特殊地质环境下的煤矿资源采掘过程中，工程师必须根据实际施工情况慎重挑选截齿，在慎重挑选截齿及使用过程中必须注意以下两点：其一，要科学分析截齿的耐磨强度，尽可能选购强度大的截齿，在大幅度提高采掘速率的基础上，尽可能降低施工时间，实现节约施工成本的目的。其二，在使用高强度截齒的情况下，需要考虑到采掘过程中遇到坚硬的岩石且地势情况复杂问题，负责采掘工作的人员不能强行使用机械化设备截割岩石，一旦强行使用机械设备就会导致刚度超过综掘机的承受范围，严重影响整体开采掘进效率。

2.3 综掘锚网支护过断层技术的分析与探究

存在断层情况的煤矿开采区在开采过程中，可以增强开采人员的施工难度和存在着更大的安全风险问题，断层地质会使得矿体的压力存在着较大的波动，从而威胁着煤矿开采工作的顺利进行和员工的人身安全，所以，对于断层下移的煤矿开采区，相关工作人员可以采取后退卧底法的方式进行加固稳定处理，而且这一方法的使用具备着较小的影响，可以更好的支护围岩整体结构的稳定，但是不可否认的是，这一技术的使用难度会随着向到高度的增加而增加且工程量十分浩大。相关工作人员可以采取直接割顶法来解决在两米之内的断层高度的煤层下移的情况，在利用这一方法时，需要锚网索做好顶层支护工作减少安全隐患问题，这一方法的使用比上一种方法工程量更小并且更加简便快捷，可以快速的投入使用并起到良好的支护作用，促使煤炭开采工作更加顺利高效的进行，但是，工作人员也要考虑到一些不利的影响因素，保证直接割顶法的应用能够发挥良好的效用。

2.4 运用退后卧底技术

退后卧底技术适用于岩石层刚度和强度比较大的区域以及地势结构比较完整的、集中的区域，该技术的作用原理是分离并保持综合掘进机与断层顶端最低位置的有效空间距离，以此来保证综掘进机有足够的空间可以自由前进后退，进一步提高矿井场地采掘的稳定性和安全性，满足复杂地质条件下煤矿资源采掘需求，加速煤矿资源开采速率。

结语：在我国煤矿建设过程中，煤矿掘进支护技术所占据的地位不容置疑，而且面对进一步提高的煤矿开采难度，在复杂地质情况下采取必要的支护技术十分重要，这样不仅能提升开采效率，还可以避免安全事故。所以，要是煤矿开采在相对复杂的地质条件进行，应提高对掘进支护的重视，进而确保操作人员的生命安全。

参考文献

[1] 夏克华.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析[J].建材与装饰，2018，（31）：234-235.

[2] 王亚荣.复杂地质煤矿采煤掘进支护技术运用[J].科学与财富，2018，（20）：274.