复杂地质条件下的采煤掘进支护技术分析

靳亚杰

摘要：煤矿是我国经济发展中不可或缺的重要能源，我国对于煤矿资源的需求量与日俱增，煤炭的开采量逐年增加，目前我国煤矿开采已经进入了深井开采的阶段，加上矿区地质环境较为复杂，故此，需要面临开采人员的人身安全保障、开采技术创新等一系列难题。本文主要对复杂地质条件下的采煤掘进支护技术进行了简要的分析，目的是为了构建一系列可行的解决措施，更好地利用采煤掘进支护技术，促进煤矿产业稳步发展。

关键词：复杂地质条件;采煤技术;掘进支护技术

我国经济的飞速发展与煤炭资源的开发是密不可分的，然而我国已处于深井作业阶段，如何在保证作业安全的前提下，提升开采效率，成为科学工作者的研究重点。本文主要分析了在复杂的地质条件下，利用掘进支护技术，避免煤炭资源开采中遇到的各种难题，提高了大多数煤炭企业的经济效益。

1.复杂地质条件下采煤的难点

随着矿井深度的增加，矿井中地质结构的层次感愈发明显，在开采过程中，矿井开采工作的由浅入深，周围地质变化显著，若开采不当，在一定程度上会对原有的煤炭地质结构造成损坏，最突出的就是矿井中的顶层版岩石，在外力的作用下，还将导致拱状围岩发生位移，加大煤炭开采的难度。此外，煤炭地质复杂的另外一种表现为，矿井中的巷道存在大面积断层现象，对巷道上的薄煤层进行开采时，须将掘进支护技术围绕半煤巷位置为重心进行充分利用，对掘进支护的技术要求较高，保证掘进高水平支护技术的引用，才能保证在半煤巷区开采工作稳定可靠的进行。再次，由于煤炭资源地址条件比较复杂，矿井的上部与底部土质通常表现的较为松软，在一定程度上给开采带了很大的难题，主要表现在巷道无法以固定的形态存在，容易发生形变，尽管利用了有关技术对此现象进行处理，但是在实际开采工作中，还是会导致巷道发生形变，巷道成型困难，其上部与底部的形变现象尤为严重，导致掘进支护技术的作用无法完全发挥。最后，由于煤炭企业没有及时更新开采设备，导致现有设备较为落后，无法满足在如此复杂地址条件的开采需要，尽管我国属于煤炭资源大国，但是开采设备较发达国家还有一定的差距，在对半煤巷开采使用掘进支护技术时，若存在硬度系数高于5的岩层或岩石，设备将直接磨损，严重的将导致设备损坏，使得开采工作难以进行。

2.复杂地址条件下采煤掘进支护技术分析

2.1 合理选择施工设备

为了能够更大限度的发挥出采煤掘进支护技术的作用，保证煤炭开采工作稳定进行，需要结合实际情况选择合适的设备进行作业，在实际开采工程中，需要对各设备进行综合应用。其中，综掘机为煤炭资源开采使用最频繁的作业设备，就临时支护技术而言，其依赖综掘机自身的液压锁发挥作用。临时支护技术可以有效地降低在煤炭开采过程中存在的风险，保证作业的稳定运行。在进行设备采购时，需要对设备规格、作业环境等因素进行综合考虑，如此，在一定程度上可降低作业难度与风险。在合理选择设备的同时，为了取得更好的开采效果，对截齿的选择也须慎重，考虑到实际开采过程中的磨损情况，最好选择硬度较高的截齿，同时在开采工作时，应尽量将磨损程度降至最低，从而延长截齿的使用寿命，高硬度的截齿在进行爆破操作时，对其他设备能够起到很好的保护作用。此外，在使用综掘机的时候，需要注意岩石的强度，当强度过高时，不建议继续使用综掘机，可换一种方式代替，否则将造成综掘机设备的损坏，同时开采工作无法顺利进行。最后，要结合巷道的实际长度与我国煤炭开采的相关规定，选择最合适的综掘机，例如，当巷道工作面长度超过300米时，可以利用综掘机进行开采工作;反之，可利用普掘机进行开采工作，这样便可提高煤炭资源的开采效率。

2.2 掘进支护技术的选择与应用

2.2.1 直接破顶法

在开采过程中，如果发现矿井的顶部土质较为松软，加上断层降低了地基岩体的强度与稳定性，此条件下，可选用直接破顶法，在掘进设备的辅助下，利用锚网技术保证顶部岩层结构稳定，对断层围岩进行破除工作，并使用锚网索对顶部岩层进行支护。使用该项技术时，应注意判断顶部岩层见的落差，如果岩层的硬度高于5以及顶层岩层的落差低于2米，若继续应用破顶法进行施工，容易导致顶板爆破，加大了支护难度。所以，此方法更适用于顶部岩层落差较大的位置，尽可能消除多余的顶部岩层，使得坡度变缓，进而保证对整个煤炭巷道的支护。

2.2.2 卧底退后法

煤炭地址条件复杂、矿井顶部完整且岩层结构稳定时，可以使用卧底退后法进行支护，此方法要保证顶部与底部的板块之间落差低于2.5米，从而利用支护技术对围岩进行保护。在此方法的过程中，卧底始终保持前进状态，掘进机始终保持退后状态，利用支护技术能够有效的保证顶部岩层的稳定性与完整性，从而确保煤炭开采过程的作业安全。

2.2.3 锚网锚杆合理应用

在一些煤炭资源丰富，但断层落差较大的矿井中，可以结合临时支架的技术手段，合理的选择锚杆与U型钢架，在采煤掘进的过程中，利用支护技术对落差较大的断层进行保护，可以有效的保证围岩结构的稳定，降低矿井坍塌的风险。此技术的主要做法为，首先将锚杆放置水平约45度角，将U型钢架固定在锚杆的上面，在预紧力的作用下，围岩结构逐渐趋于稳定，达到了对围岩加固的目的，从而避免了在开采过程中，矿井坍塌的现象发生，此方法有助于构建了采煤决定的稳定型，进而提升了支护安全效率。

3.完善煤炭开采掘进的管理制度

想要保证煤炭资源的顺利开采，必须严格制定并且严格执行有关的制度条令，要保证煤炭开采工作安全、科学的进行，各项操作需满足制度要求。首先，在进行煤炭资源开采前，要对工作设备进行严格地巡检，若发现有不合格的设备，应及时替换。在工作进行中，要加大对煤炭开采的工作流程的管控;其次，在实际开采过程中，上层管理者应按照要求严格审理违规操作，要根据实际环境，利用最佳的支护技术保证煤炭开采工作的稳步运行。最后，开采作业部门、责任部门应该就本矿井开采过程中遇到的各种难点、违规事项进行反复思考与总结，将工作安全视为第一目标，开采效率其次，切实加强监督管理制度。只有这样，才能有效地保证煤炭开采的作业安全与工作效率，显著提高企业的经济效益。

结束语

综上所述，人们物资需求的提高，间接加大了煤炭资源的开发，在复杂地质条件下利用合理的采煤掘进支护技术是保证开采效率的关键手段。在开采过程中，要根据实际地址环境情况，选用合适的设备与支护技术，从而保证开采工作的稳定开展，本文就复杂地址条件下的采煤掘进支护技术进行简要的分析，根据不用矿井地质场景，针对性的提出了几种有效的支护方式，为日后我国的煤炭开采事业提供可参考的技术依据，但在后期还需要对相关的支护技术进行深入研究，以此保证煤炭开采事业的安全、高效、可持续发展。

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（作者单位：焦作煤业（集团）新乡能源有限公司）