基于复杂地质条件下煤矿开采掘进支护技术的分析

陈剑锋 宁夏宝丰集团红四煤业有限公司

一、复杂地质条件采煤掘进支护技术应用的常见难点

在复杂地质条件下，应用掘进支护技术其难点主要体现在以下方面：一是地质结构的变化。煤矿是一种相对来说比较特殊的资源，优质的煤炭往往集中在地心深处，开采深度越深，煤炭资源也就越丰富，但是由于地质条件复杂，开采进入到煤矿深层之后，地质结构变得更加复杂，煤层中的地质结构可能会在外力作用下遭到破坏。其主要支护难点集中在顶层岩石之上，在缺乏针对性开采方案的情况下，必须要采取外力对其进行支护，否则煤矿开采的效率将会因此大幅度降低。二是巷道挖掘难度大。当煤层结构地质情况比较复杂时，如果地层底部以及上部的土质处于相对比较松软的状态，那么巷道挖掘所面临的问题可能也会增加，如土质松软增加了巷道的成型难度，即便是顺利成型，只要有外力作用也容易导致巷道形变，因此导致诸多支护技术难以顺利应用，煤矿资源开采期间由于支护技术应用不到位，因此安全事故频发，严重影响了煤矿企业经济效益与社会效益的提升。三是技术设备落后于实际的支护需求。煤矿行业发展期间，设备技术条件落后是一种比较常见的现象，导致支护效果不佳。尤其是针对复杂地质条件，在掘进支护过程中对各种设备也提出了更高的要求。因此，为了保证支护效果，提高采煤效率与质量，就必须要有充足的技术设备做支撑。然而，实际上当前我国许多煤矿企业的技术设备更新换代速度慢，在掘进支护过程中难以为相关工作的实施提供有力的保障，因此导致煤炭资源的开采受到了诸多限制，煤炭资源开采因此效果不佳。

二、煤矿采煤掘进支护技术在复杂地质条件下的应用

（一）科学选择掘进支护机械设备

煤矿开采期间将会应用到大量的机械设备，这些机械设备应用合理得当是掘进支护技术应用成功与否的关键所在，而在选择机械设备之前，首先需要对煤矿巷道的长度进行采用，然后结合巷道长度以及结构特点等选择合适的设备，为后期的掘进支护技术应用做好准备工作。

（二）掘进机开门施工技术的应用

煤矿开采过程中，对复杂地质条件进行分析时，应当结合掘进工程的特点进行，对掘进机开门施工技术进行详细而全面的分析，然后合理的运用相关施工技术，这样能够更好的解决施工中存在的缺陷和不足，减少施工中遇到的问题，降低掘进支护的助力，提高开采效率和质量。同时，在掘进施工期间，还应当注意加强对穿凿放大现象的控制，科学合理的选择爆破空间，为后期的煤炭开采做好准备工作。

（三）直接破顶法的运用

在煤矿产业运行期间，为了更好的提升直接破顶技术使用的效果，可以尝试通过掘进直接冲击技术，进一步提升稳定材质围岩施工的设计价值，以便更好的保证锚网索支护技术使用的整体质量。在实施顶板岩石施工时，岩层的硬度通常在＜5m或者是没有达到2m的范围以内，当然，在应用直接破顶技术时，还可能会遭遇岩石脆弱的问题，如果该类问题出现，那么可能无法有效的保证掘进支护的稳定性。因此，在复杂的地质条件下，应用直接破顶法时，也需要根据实际情况进行灵活运用和选择，进一步提高破顶法的作用价值，以便更好的进行煤矿资源开采。应用直接破顶技术时，还需结合顶板的岩石厚度合理选择，如果岩石的硬度＜6cm，而且岩石风化情况严重，容易破碎，那么就不适合采用直接破顶支护方法；但是果掘坡度面比较大，那么应用直接破顶支护技术则是最为理想的。

（四）后退卧底技术的运用

后退卧底技术在复杂地质条件下应用的突出性优势就在于可以保证施工的坚固性、完整性，然后结合煤矿资源开采的实际需求，合理的整合巷道支护技术，煤矿资源开采的整体效率和质量也将因此得以大幅度提升。当然，该技术应用期间，还需要结合实际的地质环境作为参考，选择合适的支护技术。如巷道的暴露高度大、导致下盘煤层以及断层无法有效的保留，因此给支护工作带来了较大的不变。所以说，在应用支护技术时，还需充分考虑断层方面的问题，要充分保证断层的稳固性，尽可能的降低因为断层问题所引发的施工停滞不前的问题。在具体的采煤掘进支护技术应用期间，可以根据断层高度选择合适的机械设备，如断层高度在1～3m时，可以选择掘进机进行煤矿开采，使得顶煤的最高开采高度控制在32m左右，此时往往还需要配合使用台阶方法进行掘进支护，保证采煤的顺利进行。此外，为了实现对巷道的科学支护，选择锚网支护则是最为理想的方式之一，锚网支护技术的优点就在于不仅可以完成巷道上端的支护处理，而且还可以与后退卧底技术成功融合，进一步提升支护效果。

（五）锚杆临时支护中U钢法的运用

煤炭开采时，地质条件相对来说比较复杂的情况下，煤矿出现断层落差比较大时，那么可能会出现煤层坍塌的情况，为了更好的保证开采的安全性，提高开采质量与效果，可以尝试应用锚杆临时支护中的U钢法。通过对地质条件以及煤层情况的分析，构建超前、固定以及临时等多种支护方案，然后将U型钢架与锚杆支护技术结合在一起，进而更好的提升煤矿资源开发的稳定性，使得煤矿资源得以更加顺利的开采和利用。但是，该支护方法往往也只能够应对一些临时性的问题，针对需要长期进行巷道支护的煤矿，相关技术的应用还需要与其他方法配合，这样才能更好的保证施工过程的安全性。

三、结束语

总而言之，在煤矿开采期间地质环境复杂多样，复杂地质条件下开采煤炭的现象也并不少见，要想切实提高开采质量，保证煤炭开采的安全性，采煤掘进支护技术的应用是必不可少的，而在应用掘进支护技术时，还需要结合实际情况，做好地形环境分析工作，选择合适的支护技术，在提高采煤质量与效率的同时，切实保障施工人员的安全，减少各类安全事故发生频率。