复杂地质条件下煤矿掘进支护技术研究

焦坤鹏

摘 要：煤矿综采过程中，利用炮采、锚网等先进掘进支护技术对采煤工艺进行合理改进，能够有效的提高煤矿的掘进速度，提高采煤效率。本文以复杂地质条件为背景，探讨了煤矿掘进过程中对应的支护技术，以此提高煤矿安全生产及管理水平。

关键词：复杂地质；煤矿掘进；支护技术

对于煤矿开采，我国绝大多数都是井工开采。据有关数据统计，我国80%的煤矿开采都是井下作业，这样的开采就是井工开采，众所周知，煤矿开采地质条件极为恶劣，尤其是井下作业，开采难度更大，我们必须在地下挖掘各类巷道，这就需要做好掘进支护施工，如支护方法选择不当，极易产生塌陷等危险，且对井下工作人员的人身安全造成严重威胁，为此，如何做好煤矿产业在复杂地质条件下的掘进支护施工就显得尤为重要。

1 复杂地质条件下煤矿掘进的技术难点

复杂地质条件下，掘进工作开展难度较大，主要体现在以下几方面：

第一，岩石应力比较大，随着开采的不断地进行，掘进的难度加大，矿井内的岩石不断地变化，岩石的应力增加导致了挖掘的巷道比较容易起拱破裂，造成塌陷；

第二，如为高应力软岩地质，煤炭虽比较硬，但非常容易碎裂，在煤矿的开采过程中，挖掘巷道的工作难以进行，难以形成巷道，由光爆掘进，变形就会相应的加大，这就使得支护好的巷道随之都会发生移动，支护的工作难以进行，开采的过程中就会出现前面挖掘，后面修补的情况；

第三，由于地质条件非常的复杂，存在很多的断层，这样就会出现很多的大坡度的巷道，加大了施工难度；

第四，开采中，通常煤炭在厚煤层的煤炭储量比较大，通常以煤巷为重点，这种开采对于支护的要求比较高。

2 复杂地质条件下煤矿掘进支护的关键技术

1、综掘机和普掘机临界点的合理确定

通常而言，掘进机临界点的确定的关键是巷道的长度，而巷道的长度是根据掘进设备的实际掘进操作来确定的。一般，当掘进工作面的长度在300m以下时，需要采用普通掘进机进行掘进生产。当掘进工作面的长度在300m以上时，则应该采用综掘机，这样能够充分发挥两者在不同掘进工作面的施工优势，保证有良好的施工工艺。

2、合理选择综掘机型号

综掘机设备的型号选择过程中需要考虑这样几个方面的内容：设备应该与巷道断面相对应、掘进设备结构紧凑程度、煤矿岩层强度、综掘机的截割功率、综掘机的截割强度、设备的生产效率、设备配件供应状况以及设备的维修周期等。

3、合理应用临时支护技术

在采用综合掘进进行煤矿掘进时，需要应用到综掘机的液压系统，应该根据液压系统的稳定性及停开机过程中的闭锁装置合理使用对应的支护方式。在实践过程中，主要应用综掘机的机载液压锁进行临时支护。这样可以有效降低工作量，保证掘进工作顺利、安全、可靠的进行。

3 综掘锚网支护过断层技術分析

在巷道掘进的过程中，经常会遇到断层的地质问题。尤其是在复杂地质条件下，这些断层使得煤层之间的连续结构受到破坏，围岩出现破碎问题，矿体压力出现较大的波动，影响煤矿的整体掘进速度，直接威胁到煤矿的安全生产。本文结合煤矿断层的不同情况，对锚网索支护综掘过断层的几种方法进行论述。

1、后退卧底法

在掘进过程中，当巷道断层出现下移的问题时，可以采用后退卧底的支护方法。当断层的落差h<2.5m时，且直接顶板强度较大时，可以采用锚网索支护的方式，对周围围岩进行控制。在支护过程中，将掘进机后退l0-15m。由于掘进机要求工作面的施工坡度应该小于土坡，因此巷道采用小于12°的载坡进行卧底，这样可以保证整个断层的下巷道高度能够达到设计的支护需求。采用后退卧底过断层的支护方式之后，可以不对顶板围岩造成破坏，有效保证了围岩的结构稳定性，但是这种支护方式由于卧底工作量较大，巷道的高度增加。因此，在过断层的过程中，应该首先采用锚网索对顶、帮和断层面进行全面的加固，避免由于卧底造成的巷道超高问题，保证巷道安全。

2、直接割顶法

对于高度差h<2m的断层，由于断层会造成断层的下移。这时，若顶板强度较低时，将发生破坏，导致其不能进行保留，可以采用掘进机将这些岩石进行截割破碎，然后对顶板强度较大的岩石进行锚网支护。这种方法避免了由于支护断层处岩石破碎导致巷道存在的安全隐患，同时也避免了由于需要后退卧底导致的工作量增加的问题，适当增加了施工速度。

3、起坡卧底、顶煤放炮法

在掘进过程中，若断层导致煤层整体上移时，则可以采用该方法。当巷道揭露0.7m断层时，这时通常采用角度小于12°的起坡卧底进行掘进，在到达没顶板之后恢复正常的掘进方向。当断层的落差h>2m时，应该采用点小炮的方式将超出综掘机最大截割高度的顶煤适当震落。采用这种方法过断层，由于巷道暴露的高度较大，处于断层与下盘顶板之间的三角区域煤矿不能保留，使得顶板的两帮和断层面的支护难度较大。因此，在断层揭露之后，应该马上对断层进行及时的锚索支护，保证整个巷道的支护安全可靠。对于断层高度为2-4m时，由于掘进机的最大截割高度上的顶层煤厚度达到了1.3-33m，不能采用放小炮震落的方式。这时，可以结合隧道施工的台阶施工方法，对上半部分已经施工完毕的巷道采用炮掘锚网支护，然后再对下半部分巷道进行后退卧底支护。

4 结束语

综上所述，煤矿开采是比较危险的工作，尤其是在复杂地质环境下，开采难度更大，这就需要提高煤矿掘进支护措施的安全性能和可靠度，最大限度的保障工作人员的人身安全。目前，我国机械化水平较低，必须进一步提高机械化水平，加大支护研究力度，有效提升我国煤炭开采效率及安全性，推动我国煤炭事业更快更好地发展。

参考文献

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