复杂地质条件下煤矿掘进支护技术应用研究

杨健

（枣庄矿业集团蒋庄煤矿，山东 枣庄 277519）

我国是资源和能源的使用大国，各项工业生产活动以及经济建设活动都需要使用到大量的煤炭和矿产资源，所以煤矿资源在国民经济建设中起到了关键作用。当下，我国经济发展速度较快，人们对煤矿资源的需求总量也有所增加，这就给煤炭的开采工作带来一定的困难。煤矿资源是不可再生资源，企业陆续开发了很多地质条件较好地区的煤矿资源，而地质条件较好地区的煤矿资源数量有限，当开发到一定程度后，煤矿开采企业只能开发地质条件较差地区的煤矿资源，这就使得开采难度不断增加。另外，在地质条件较差的地区开展煤矿资源开采与掘进工作会大大提升煤矿开采的危险系数，使煤矿开采的效率难以得到有效保障，还会严重威胁到施工人员的生命财产安全。所以企业在进行煤矿开采和挖掘工作的时候必须做好掘进支护工作，更好地保证煤矿开采工作的顺利进行。

1 煤矿掘进支护技术实际运用过程中的注意事项

1.1 巷道断面出现问题

煤矿在实际掘进的时候需要使用到掘进技术，而运用掘进技术需要巷道断面和大小符合相应的标准。一般来说，巷道断面与利用效率关系密切。所以，煤矿开采工程中巷道断面大都是矩形构造，这能够更好地运用掘进技术，还可以有效地提高煤矿的开采速度。故施工技术人员要确保巷道挖掘工作的安全性，并使巷道处于大断面状态之下，这样就能够有效地运用大型机械设备到巷道的挖掘开采工作中来。

1.2 煤矿的支护技术较为落后

目前，我们国家煤矿企业在开采资源和能源的时候没有运用较为先进的煤矿支护技术，所用支护技术比较落后，一些施工装置和技术也不太先进，如果煤矿开采工程处于地质条件较差的环境之下，那么就会很难有效地达到资源开采的需要，也会严重阻碍我们国家煤矿开采技术的进一步发展和完善。

1.3 巷道围岩上出现问题

因为煤矿工程企业处于较为复杂和多变的环境之下，煤矿巷道中围岩的稳固性较差，如果巷道的支撑强度与实际标准不相一致，容易出现煤岩层断裂的现象，也就会影响掘进工作的顺利进行。其次，工程企业在开采煤矿资源的时候也会削弱煤炭围岩的支护强度大小，并且影响巷道的稳定，存在较大的安全隐患。煤矿企业在进行煤矿开采工作的时候如果遭受顶板淋水将会侵蚀掉围岩，使围岩软化，从而影响掘进支护工作的安全有效进行。基于复杂的地质条件下矿井下地质大多是断层结构，也会影响岩层结构的稳定，还会导致岩层的断裂，从而大大加剧了顶板的承受压力，不利于整个掘进支护作业的安全有效进行。

2 运用煤矿掘进支护技术时的相关要求

2.1 有效地运用综掘机的配套系统

煤矿工程企业在开展掘进施工工作的时候会运用到一些综掘机装置，但是施工技术人员在使用综掘机装置的时候存在一些系统故障问题，所以施工技术人员应该提前做好预估与防控措施，并且将建立全面有效的系统监控体制，从而更好地处理系统故障问题。对于井下一些拐弯皮带运输设备的运用，可以适当地采用长距离和大角度的掘进技术，也可以通过多次小角度调向的挖掘方法加以辅助。除此之外，还应该尽可能地减少皮带装置运行过程中的磨损，促进煤矿开采作业的顺利进行，还要在皮带机的终端安置集中控制装置以及视频监控装置，这样有助于进一步提高施工质量和效率，减少后路运输人员的投入。

2.2 科学选择有关机械设备

煤矿企业在开展煤矿开采工作时，应该科学合理地选择巷道的掘进长度以及相关机械设备，而且机械设备的规格型号具有重要意义。施工技术人员在开展施工工作时要结合不同机械设备的性能以及实际施工的情况，有效地选择常规掘机或是综掘机装置。另外，施工技术人员还应该充分考虑好巷道的掘进长度，如果巷道的长度小于300 米，就要选择常规型掘机装置，如果巷道长度大于300 米，就要选择综掘机装置。施工人员要合理地选择坳掘进技术和施工开采设备，运用综掘机装置来取得较好的施工成效。

2.3 选择合理的截齿

煤矿开采企业在运用煤矿掘进支护技术时要合理地选择掘进机设备截齿，并且重点判定和考察截齿的耐磨程度，如果耐磨程度较高，说明对应的截齿适用性较强。而那些耐磨程度较高的截齿运用于巷道掘进作业的时候不会出现较大的磨损现象，其使用的时长也会更加久远。通过对截齿的合理选择能够进一步保证施工的安全，还可以有效地控制施工开采成本。一些地质条件比较复杂点的地区或岩石硬度较大的地区，使用综据机装置不利于巷道掘进工作的开展，故施工工作人员可以通过爆破方法来完成相应的施工作业，避免延迟和耽误了施工周期。

3 复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术运用

3.1 后退卧底的支护运用

煤矿施工企业在开展掘进和开采工作时，容易出现断层上移或下移的现象，这时施工人员将遭遇很多安全问题。所以，煤矿开采企业需要使用后退卧底支护技术。第一，这项技术需要运用于高程差值是2.5m 的巷道断面支护作业中，运用后退卧底支护技术有助于锚网强度的提高，还可以增强巷道的强度；第二，后退卧底支护技术可以运用于巷道围岩的支护工作中，施工工作人员要对掘进设备进行相应的后退处理操作，并控制好后退的距离；第三，如果掘进时的工作面坡度比自身坡度更小，那么施工人员需要使用坡度为12°的载坡，然后把载坡作为巷道支护工作的支撑工具。后退卧底支护技术主的运用优点在于优化围岩结构的稳定性，并保证施工人员的人身安全。

3.2 锚杆支护运用

锚杆支护技术在煤矿开采作业过程中运用较为频繁，因为煤矿工程的施工环境比较复杂，而且施工人员在开采煤矿时容易遭遇较大落差的断层。因为断层的层面破碎严重，所以断层的稳定性不高，这就导致断层层面出现塌陷和断裂的现象，进而影响巷道掘进工作的顺利展开，所以施工技术人员需要采取锚杆支护方法来保护巷道开采工作的有效进行。

3.3 直接破顶的支护运用

直接破顶支护技术的使用原理是施工人员需要有效地运用好煤矿掘进装置，并且激烈地破除和冲击掉煤矿开采中出现的断层，让巷道的断面处于自然的拱形位置，还要做好巷道的加固和支护工作。直接破顶支护方法能够更好地提高巷道掘进开采作业的安全性，也可以更好地加强顶板围岩结构的稳定。一般来说，直接破顶支护方法适合硬度高于五兆帕的顶板岩石或断层落差大于两米的施工环境中。另外，施工人员要采用顶板岩石自行脱落法，该方法对于一些坡度较大的工作面施工也有较大帮助。

3.4 有效地选择综掘机规格

煤矿工程在开展资源开采工作时，使用综掘机能够更好地控制好掘进施工的时间，结合煤矿工程的施工情况来缩短作业市场，进一步提升掘进支护效率和水平。而综掘机的规格与型号影响整个煤矿开采与掘进支护质量，在复杂的地质条件下，煤矿工程要有效地选择综掘机的规格与型号，并且选择适合煤矿地质条件的机械。因为综掘机的型号与施工状态相对应，煤矿工程企业在使用掘进支护技术的时候还要结合煤矿巷道的断面情况和岩层强度，进一步分析综掘机的型号与煤矿的开采环境是否一致。

3.5 普掘机和综掘机的结合运用

煤矿工程企业在开展煤矿开采和掘进支护工作的时候，既要使用综掘机还要使用到普掘机装置，在复杂的地质条件下，普掘机和综掘机的使用范围各不相同，综掘机的使用范围比较广，而普掘机只适合煤矿开采面长度小于300mm 范围内。煤矿开采与掘进支护工作中需要将巷道的长度当作临界点，并结合挖掘长度来选用普挖机和综掘机，要促进普掘机和综掘机的有机结合，从而更好地服务于复杂地质下的煤矿开采与掘进支护工作。

4 结语

煤矿开采掘进支护技术在复杂地质条件下的运用需要把握当地的复杂地质条件，还要重视复杂地质环境对掘进支护技术的影响，并且有效地改进好相关的施工开采技术，有效地运用好掘进支护技术，进一步保障煤矿资源开采与掘进工作的顺利进行。