复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用

秦显宾 王谦

摘要：目前，我国煤矿行业发展迅速。为了解决复杂地形条件下巷道支护工作量大、效率低、安全性差的难题，提出了一种新的煤矿井下掘进支护技术，其采用了锚杆+锚索+锚网联合支护及“二合一”的方案，实现了复杂地形条件下煤矿掘进支护安全性的提升，根据实际应用表明新的掘进支护方案能将井下支护效率提升22.6%，将巷道围岩变形量降低76.2%，显著提升巷道掘进效率和安全性。

关键词：复杂地质条件;煤矿掘进;支护技术;分析

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煤矿掘进支护技术应用现状

在我国煤矿行业发展的最初阶段，市场较为混乱，安全保障不足，有很多不规范作业现象，而最为重要的便是煤矿层往往在地下，挖掘中容易出现巷道坍塌，进而导致煤矿生产作业中常发生安全事故。巷道是整体矿井地下最深的结构，为了使地下作业人员的安全得到保证，需要有较好的排水及通风功能。为此，在煤矿完成开采后，需要尽快将煤炭运输出巷道。巷道作为运输主要通道，不仅需要保证运输的效率，也要保证运输的安全性，因此需要加强巷道的安全性，促进煤矿生产效率、效益发展。虽然现代科学技术得到了快速发展，但同时地表煤矿资源也在快速减少，煤矿深层化开发是煤矿行业明显的发展趋势。这也带来了新的问题，即深层挖掘难度提升，最为重要的是巷道整体安全性及稳定性会受到负面影响。为了使巷道安全性得到保障，就需要不断提升掘进支护技术水平，选择合适的技术措施，为整体煤矿发展提供基础保障。在现阶段中，煤矿应用最为广泛的掘进支护技术为锚杆支护，具有良好的应用效果，极大提升巷道强度，使巷道安全性得到保障。但实际施工中，也需要根据实际状况选用合理的支护技术，保证安全的前提下提升经济效益。

2复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用

2.1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。

2.2直接破顶法

在断层区域采煤过程中，开采难度相对较大，该区域往往会出现各种难以预料的情况，地质条件不稳定。特别是开采过程中，如果进入了煤层的地质松散层，无法保证开采工作的有效进行。为了确保断层区域煤层开采的安全性，通常使用直接破顶法来完成之后，直接破顶法指的主要是通过掘进机直接破除顶部的松软地质层，只余下坚固的顶板岩，通过进行支护。需要关注的问题在于如果顶板岩的落差在两米以下，岩石硬度系数超过5时，往往无法有效地完成支护，很容易导致顶板破碎等情况出现。与此同时在坡度较大的条件下，也可以将直接破顶法的作用充分发挥出来，保证掘进工作的有效进行。

2.3锚杆支护技术

锚杆支护技术作为矿井施工期间应用比较频繁的支护工艺，因为施工条件比较繁琐，个别矿井在施工期间可能会出现大落差的断层。因为断层表面损坏程度较大，所以断层的稳固性能会降低，导致断层表面时常出现异常，影响了巷道开采工作的正常开展。一般条件下，针对此种情况进行掘进期间能够应用锚杆支护技术，进而保证巷道施工的正常开展。

3提高掘进技术效率的具体措施

3.1掘进技术更加机械化、智能化

现在我国的高新技术正在发生积极发展，很多先进的技术被广泛应用到各个领域，煤矿企业也不例外，煤矿企业研发的掘进技术已经处于时代前沿，朝着更加机械化和智能化的方向快速发展。对于我们国家来说，应该不断发展本国经济建设，鼓励煤矿企业开发更多更先进的掘进技术，促进掘进工作的顺利进行，提高煤矿企业的经济效益。煤矿企业应该制定详细的技术发展计划，不断学习先进的管理经验和高新技术，把计算机技术和远程监控很好的运用到企业的掘进工作中，尤其是计算机的智能化优势，努力创新更多的先进掘进设备，使设备能够广泛应用于所有的煤矿，保证企业的顺利开展，提高工作效率。

3.2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。

3.3引入新型锚护一体化技术

在我国煤矿掘进技术的发展过程中，半煤岩掘进技术会在多数巷道中普及，普及率高达60%以上。若是采用传统的人工打锚杆技术模式不能充分迎合现代支护技术的发展方向，这种技术手段较为滞后。由于锚杆支护技术要借助于各种辅助的工序和设备，因此施工效率较低，劳动强度大。现代新型掘锚一体化技术的引入，极大地提升了掘进支护作业的效率。该技术将掘进割煤技术和锚杆支护技术进行了有效的融合，可以充分展开割煤和支护施工的平行作业，极大地减少了支护时间，提升了支护效率。集新型锚杆与支护于一身的多功能设备可以将锚护结构在行走部件的两侧进行固定。并可以充分利用锚杆机和掘进机的合力作用，将锚杆机和支护机械向掘进机的前部进行顺利的运送。在这种情况下，煤矿机械设备可以在掘进作业中完成不同方向以及不同视角的锚杆作业。新型的煤矿掘进技术相较于传统的人工临时支护技术更加优越，在实际的作业过程中可以被充分应用到矩形和梯形的巷道内部，综合的掘进的效率在逐步提升。

结语

现代发展无法与能源的利用相分离，也正是因为能源利用技术的发展，现代生产、生活才会较以往传统生活生产有翻天覆地的变化。目前，广泛应用的能源是电力，通过各类能源的转换使其成为电力，进而在生产生活中应用。煤炭是一次性能源，在工业高速发展的过程中，煤炭的使用是难以计数的，而随着现代社会的发展，能源使用结构开始有所改变，煤炭的使用逐年下降。这种改变不仅是现代清洁型能源快速发展，同时也是煤炭能源开发能力下降的表现。本文对现代煤矿复杂地质条件地下掘进支护技术的应用进行研究，能够为现代煤矿发展提供借鉴。

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