关于复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用的研究

陈军++++杨礼

摘 要：近几年，随着我国工业近几年的快速发展，工业生产对煤炭资源的需求量不断攀升，然而随着煤矿开采强度与开采深度的增加，煤矿开采所面临的地质问题日趋复杂。煤矿开挖过程中掘进支护技术是保证煤矿开挖安全、有效防治煤矿事故的关键。本文主要分析和研究了复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用。

关键词：复杂地质；煤矿开采；掘进支护技术

我国地大物博，有很丰富的煤炭储量，煤矿业在中国经济中占据了很大部分。但是随着煤炭开发时间的加长，开发的深度也在逐渐加深，引起了断层或者褶曲等问题，严重影响着煤矿企业的挖掘进度。因此，企业可以通过加强煤矿掘进开采的掘进支护作业，进而为煤矿开采工作提供稳定、安全、可靠的开采环境。

一、煤矿采煤掘进支护技术存在的问题

由于煤矿采煤掘进支护技术受到一定原因限制，增加了复杂环境下煤矿开采难度。首先，由于相关单位没有对煤矿采煤掘进支护技术应用重要性具有深刻认识，为实际的工作带来了很多潜在的安全隐患；其次，资金投入不足。由于企业对煤矿采煤掘进支护技术的认识存在偏差，所以造成资金以及人力等方面的投入不足；最后，我国的当前的开采掘进支护技术中，还存在一定的局限性。

二、复杂地质条件下的煤矿开采工作的影响因素

（一）地质结构的变化分析。对于煤矿的开采，大多数企业都是采用的由浅层到深层延伸的开采办法。随着煤矿开采深度的不断加深，不可避免的对矿区的地质结构造成一定程度的破坏。地质结构的变化主要是指顶层板岩石特性方面的变化。此外由于岩石受到较大的外力影响，还会引起拱状围岩的变化。这两种变化更加为煤矿企业的采煤工作增加了难度。

（二）巷道的开挖。由于矿区受到复杂地质条件的影响，容易出现矿井的底部和上部土质较为松散的现象，再加上煤的地层也相当松软，进而使巷道进行开挖的过程变得十分复杂。比如，在开挖过程中，巷道难以保持固定的形状，而且一次成型之后还不容易发生变形。此外，巷道的顶部和底部板块也会出现明显的收缩，极大地影响着工程的顺利开展。

（三）半煤巷矿区的安全性分析。半煤巷矿区的地质条件十分复杂，在实際开采过程中，容易在巷道周边会出现较大面积的断裂层，而且巷道的坡度也较大。但是由于半煤巷矿区矿井内的薄煤层储煤量非常巨大，所以开采单位应该加大对薄煤层的开采力度。巷道的掘进支护主要是以半煤巷为重心，但由于半煤巷在掘进技术和支护各种设备方面的要求比较高，所以为了保证开采工作的顺利实施，一定要保证半煤巷矿区的开采安全。

（四）开采设备较为陈旧。开采设备的落后又进一步增加了矿区开采的难度，从开采施工的技术设备方面来说，相对于国际开采水平来讲，我国在这方面的发展还处于较为落后的阶段。例如，在半煤岩巷进行掘进时，如果遇到的岩石硬度系数是在五级以上的话，开采设备的各个部分就会出现严重的磨损，进而导致巷道采掘支护技术的设备受到破坏，进而直接导致了整个开采工作难以顺利进行。

三、复杂地质条件下煤矿掘进支护关键技术研究

为保障复杂地质条件下煤矿开采的安全性与稳定性，所以要对煤矿掘进支护关键技术进行研究。首先，合理确定综掘机与普通机临界点。要根据煤矿巷道长度来决定合理确定综掘机与普通机临界点，保障煤矿开采的综合优势；其次，科学选择综掘机型号。应综合考虑综掘机设备结构设计形式、截割强度、生产效率、岩层强度、设备配件供应、设备维修等因素，还因考虑掘进设备与煤矿巷道断面适用情况；最后，在选择临时支护技术时应保证安全性。由于综掘机在进行开采工作时运用的是液压系统，所以为了确保液系统运行的稳定性，可以采取合理的临时支护方式。

四、穿越断层的锚网支护研究

（一）直接破项法。直接破顶法是指用掘进机直接将顶板的岩层破除，只留下两边比较稳定的面，然后利用锚网进行支护。主要是用于顶板不稳定，容易破碎的地方。这些地方容易给增加支护技术的施工难度，但由于顶板的岩层硬度不是很大，可以直接用掘进机进行破损。此外，在煤矿掘进的过程中，如果出现了巷道坡度突然增大的现象也可以采用直接破顶法。所以，这种方法可以有效解决顶板塌陷、巷道坡度突然增大的问题。

（二）退后卧底法。退后卧底法是指先对周围的岩石进行支护，然后让掘进机后退，卧底前进。主要适用于在采矿过程中，如果遇到了断层，但还保留着顶板的完整性的情况。这种方法可以保证断层巷道中的低位高度符合安全技术要求，不但可以保证巷道的稳定性，还可以保证断层顶板的完整性，有利于促进采矿作业的安全实施。

（三）锚杆临时加U钢法。由于部分矿区中存在较大落差的断层，这样的地质结构使得巷道周围的岩石容易破碎，进而引起巷道的垮塌，严重影响着施工的安全。这时就可以利用U型钢架进行固定支护，可以与临时的超前支护、锚杆支护混合使用，加固时要注意让锚杆倾斜45°。由于预紧力可以使周围的岩石变得很稳固，所以要使锚杆间的距离调整到最合适的距离。

五、结语

煤矿企业作为我国国民经济重要支撑，改善和创新开采技术和开采工艺对煤矿企业发展有重要意义。随着煤矿开采深度与开采强度增加，煤矿开采地质问题日趋复杂，地质条件对煤矿掘进进度及安全性产生较大影响，所以开采人员必须要根据煤矿矿区的实际情况合理运用煤矿掘进支护技术，以确保采矿的安全和采矿工作的质量和效率。

参考文献：

[1]成云山.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2016，01：8-10.

[2]闫振超.论述复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用[J].科技资讯，2016，24：173+175.endprint