复杂地质条件下煤矿掘进支护技术分析

（山西大地民基生态环境股份有限公司 山西 030000）

引言

当前很多煤矿开采深度已经越来越深，浅部已经没有足够的煤炭资源，在煤矿深部开采过程中，对煤矿掘进提出了较高的要求，特别是在深部“三高一扰动”的影响下，煤矿掘进支护表现出与传统较大的不同，因此，对复杂地质条件下煤矿掘进支护技术进行分析有着较为重要的意义。

1.复杂地质条件下煤矿掘进支护存在的主要问题

(1)掘进支护技术不能适应实际需求

在深部环境下，整个地质条件非常复杂，煤矿掘进面临的各种问题也相对较多，例如，传统的锚索网支护在浅部巷道条件下，可取得较好的掘进支护效果，但是从深部巷道掘进支护情况来看，其中出现了各种类型的问题，不能有效达到实际工作的需求。因此，更新支护技术已经成为深部煤矿掘进支护的重中之重，但是从当前很多煤矿开展的掘进支护实际情况来看，仍旧过多的选择使用传统的支护技术，导致掘进支护中出现了各种类型的问题。

(2)掘进支护施工不到位的问题突出

在井下施工中，条件较为艰苦主要位置有采煤工作面和掘进工作面，特别是掘进工作面，不仅工作环境条件相对较差，同时，由于大量煤尘的存在且通风难度相对较大，导致掘进支护过程中面临的安全问题较为突出。这就导致很多施工人员在掘进支护时，经常出现施工打折扣的问题，应当施加的预紧力不能按照规定施加到位，应当打设的锚杆深度不能按照设计打设到位，应当挂上的金属网不能按照规定挂设到位等等，这些均增加了掘进支护出现安全问题的概率。在复杂地质条件下，若出现了掘进支护施工不到位的问题，给最终支护带来的负面影响非常突出。

(3)掘进支护人员整体素质相对不高

从当前复杂地质条件下掘进支护需求来看，对技术人员的整体素质提出了较高的要求，但是由于煤矿整体的经营形式相对于先前出现了明显的下降，待遇水平也下降较多，这就导致很多高素质、高学历的技术人员不愿意进入到煤矿工作，导致掘进技术人员整体素质不能得到较好的提升，影响到煤矿掘进支护效果。

2.复杂地质条件下煤矿掘进支护关键技术要点

(1)选择使用掘支锚连续平行作业

从复杂条件下煤矿掘进支护情况来看，选择使用掘支锚支护技术，对于提升支护效果较为关键。在具体实施中，主要技术要点有：钻探、掘进割煤、临时支护、在掘进面进行打设锚杆、在掘进面的后方进行锚网索的打设等工艺环节。从大量实践来看，选择使用“掘三锚三”的循环方式可取得较好的支护效果。首先进行超前钻探，对勘探钻机的钻孔角度全部调整好，同时闭锁掘进和钻探一体机的截割部和行走部，开启超前勘探钻机进行探孔的打设，根据超前钻探设定的具体技术参数，将探孔全部打设完毕，之后将钻机收回，并进行闭锁。其次是割煤。将除尘器打开，使用掘进和钻探一体的机器进行截割头的破煤与落煤，煤炭通过掘进和钻探一体机后面的溜口全部运出来，并通过运煤锚杆机组全部转移到料斗中，通过运煤锚杆机组将煤炭运输到输送机中。这个过程中，运煤锚杆机组对掘进之后的巷道进行永久支护。第三是开展临时支护。在割煤完成之后将掘进机全部闭锁，将端头支架中所含的乳化液泵站全部启动，通过使用快速掘进装备对面板进行全部集中的控制，并进行两侧护帮装置的安装。第四是在掘进支护装备全部安装到位后开展永久支护。在掘进支护装置全部安装到位后，通过在掘进工作面搭建好相关的作业平台的方式，将掘进支护装置中锚杆钻机运送到工作面，开展永久支护，在工作面达到巷道围岩支护的要求后，相关的锚杆钻机装备撤出。同时，使用运煤锚杆开展锚杆钻机永久支护。大量掘进工作面的支护实践表明，选择使用这种方式可取得较好的支护效果。

(2)选择使用后退卧底支护技术

在进行巷道的掘进时，碰到断层问题时，会较好增加支护的难度，特别是在复杂地质条件下，出现各种类型断层的情况相对较多。在支护时，若断层的落差没有超过2.5m，同时巷道的顶板条件相对较好，可选择使用锚网索支护的方式实现巷道支护的有效加强，全部增强围岩的支护强化。在这种情况下，一般掘进机与支护位置之间的距离在15m左右，通常情况下可保证巷道支护作业的安全性。同时，若掘进工作面坡度相对于实际坡度较小，可选择使用后退式卧底作业的方式开展施工，保证巷道高度能够达到设计的标准。见图1所示。

图1 后退卧底方式过断层示意图

(3)选择使用U型钢加强掘进工作面临时支护

从掘进巷道的支护来看，复杂地质条件下经常会出现各种类型的断层问题，若断层的落差相对较大时，因为在断层区域内围岩整体受到了较大的摩擦与挤压，岩性整体已经非常破碎，在进行掘进施工时，需要采用临时支护的方式对巷道进行强化。从掘进支护实践来看，临时支护应当选择使用U型钢协同锚杆支护的方式，可取得较好的支护效果。在具体实施时，还需要充分结合锚杆、锚索等临时性支护措施，对围岩开展深层加固。特别是在深部复杂环境下，很多区域的围岩已经表现出分层破坏的特点，这就导致若仍旧采用传统的单一支护方式，不能实现对掘进支护的较好保证，需要及时采取相关的措施进行支护强化，形成复合型支护结构。

(4)确定临界点位置

在煤矿掘进支护时，为了更好应对复杂地质环境保证煤矿支护效果，技术人员应当根据具体支护情况，选择使用普通机与综掘机相互配合的临界点，从而更好提升掘进支护效果。在具体确定时，主要根据巷道长度确定临界点的位置。大量煤矿掘进实践表明，在常规的条件下，300m范围内应当选择使用普通的掘进机，但是在300m范围以上，则应当采取综掘机。但是具体位置和时机的选择，除了进行理论分析之外，还应当充分结合具体地质条件，复合化采取支护技术，更好保证支护的效果，降低掘进支护的成本。

3.提升复杂地质条件下煤矿掘进支护效果的相关对策

(1)及时更新煤矿掘进支护设备

当前随着煤矿掘进支护环境的不断变化，及时更新掘进支护设备对于保证掘进支护效果非常关键。在具体实施时，煤矿企业应当根据掘进支护的实际需求，对传统的掘进设备进行梳理，对于已经明显不能满足实际需求的掘进设备应当给予淘汰，同时，根据新时期下掘进支护的需求，加大设备投入力度，为不断提升掘进效果、改善掘进施工条件打下设备基础。

(2)加大对掘进施工技术人员的培训

针对当前掘进施工环境出现的变化，加大掘进支护技术人员的培训非常关键。在具体实施中，应当结合掘进工作面实际需求，制定出理论和实践并重的培训技术，注重培训内容与培训方式的选择，推动培训效果的提升。同时，在培训之后，应当进行针对性的考核，通过考核让掘进支护人员能够以更为积极主动的态度参与到培训工作中。

(3)注重采取校企合作方式

随着煤矿开采深度的不断增加，在掘进支护过程中，面临的各种难题越来越多，选择使用校企合作的方式能够较好将煤炭类高校在技术和人才方面的优势引入到煤矿掘进支护中，从而更好解决煤矿掘进支护中出现的各种问题。这个过程中，也可选派掘进支护人员到煤炭类高校进行学习的方式，实现人员素质的综合提升。

(4)注重完善煤矿掘进支护体制机制

针对当前煤矿掘进支护中出现的各种类型问题，全面对复杂地质条件下煤矿掘进支护体制机制的完善非常关键。在具体实施中，注重对当前的短板问题进行梳理，找出其中的风险点，并进行针对性的完善，特别是对风险责任制进行完善，推动掘进支护安全管理责任落地落实。此外，注重将好的做法经验从体制的角度进行落实，更好完善相关的制度规定。

4.结束语

综上分析，随着煤矿开采深度的不断增加，掘进支护面临的环境日趋复杂，导致掘进支护出现了各种类型的问题。因此，煤矿企业应充分认识到当前煤矿掘进支护出现的新情况、新变化，结合本矿井面临的掘进支护特点，采取针对性的措施，全面提升掘进支护的效果，更好保证掘进支护的质量与安全性。