復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)研究

摘 要：分析了復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下煤礦掘進(jìn)的技術(shù)難點，并對煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了探討，最后分析了掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的一些要點問題，希望為今后相關(guān)研究有所參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境；煤礦掘進(jìn)；支護(hù)技術(shù)

中圖分類號： TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16723198（2014）17019501

隨著煤礦開采事業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦開采工程面臨的地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下煤礦掘進(jìn)受到了一定的影響。煤礦開采難度不斷加大，開采中不得不在地下掘出各類巷道，這就要求煤礦企業(yè)掌握好煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，才能確保巷道通暢以及圍巖穩(wěn)定，才能更好地提高煤礦掘進(jìn)效率，同時保障井下工作人員的安全。

1 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下煤礦掘進(jìn)的技術(shù)難點

以河南省某一礦區(qū)為例，該礦區(qū)有著數(shù)十年的開采經(jīng)驗，但是它的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，開采難度一直比較大。該礦區(qū)開采面斷層較多、礦井地壓較大，且地質(zhì)條件極不穩(wěn)定，因此開采過程中存在許多困難。

基于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的煤礦掘進(jìn)工作是十分困難的，主要的技術(shù)難點有以下幾點。一是該礦區(qū)是高應(yīng)力軟巖地質(zhì)，在煤礦掘進(jìn)時，由于煤炭較硬且易破碎，掘進(jìn)工作困難，難以形成巷道，如果采用光爆掘進(jìn)，容易產(chǎn)生變形，開采時，前面已經(jīng)支護(hù)好的巷道會隨之移動，可能掘進(jìn)工作不斷向前推進(jìn)，后面又要對巷道進(jìn)行修補(bǔ)，重新支護(hù)。二是該礦區(qū)巖石應(yīng)力大，地質(zhì)條件不穩(wěn)定，隨著煤礦掘進(jìn)工作的不斷深入，難度也在不斷加大，而礦井內(nèi)的巖石不斷發(fā)生變化，強(qiáng)應(yīng)力使得已挖掘的巷道容易發(fā)生變形破裂，甚至坍塌。三是該礦區(qū)斷層較多，在掘進(jìn)過程中會出現(xiàn)許多大坡度的巷道，掘進(jìn)工作難度加大。四是該礦區(qū)煤礦開采技術(shù)水平落后，機(jī)械化水平低，且缺乏系統(tǒng)的管理，在煤礦掘進(jìn)時不能應(yīng)用較高的技術(shù)，挖掘的巷道質(zhì)量較差，掘進(jìn)效率低。另一方面，因為煤礦掘進(jìn)設(shè)備比較陳舊，也易導(dǎo)致煤礦生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，增加掘進(jìn)設(shè)備的故障時間，這些都對礦區(qū)掘進(jìn)能力造成影響。

2 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析

基于復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)，采用較多的支護(hù)方式是錨網(wǎng)支護(hù)。錨網(wǎng)支護(hù)是一種較為先進(jìn)的支護(hù)加固技術(shù)，適用于多種不良地質(zhì)。在具體煤礦掘進(jìn)工作中，可結(jié)合實際情況，合理選擇直接破頂法、退后臥底法和錨桿臨支加U型鋼技術(shù)。

2.1 直接破頂法

復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，在遇到斷層的情況下，往往可以選擇直接破除的方式，直接破頂法就是利用掘進(jìn)設(shè)備，直接將斷層頂部破除，只剩下較為堅固完整的頂板圍巖，然后再用錨網(wǎng)索對頂板進(jìn)行支護(hù)。但是采用直接破頂法成本較高，且難度較大，另外要注意的是，如果頂板落差小于2m，且頂板圍巖結(jié)構(gòu)的巖石硬度低于5級，那么在煤礦掘進(jìn)中，很可能發(fā)生大面積的頂板破裂現(xiàn)象，給支護(hù)帶來更大的難題。因此具體施工時要根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。

2.2 退后臥底法

在斷層地區(qū)，由于斷層頂板較硬，如果頂板與地板落差在2.4m左右，可采取支護(hù)方式對巖層進(jìn)行圍護(hù)，那么，在掘進(jìn)過程中，掘進(jìn)機(jī)保持后退狀態(tài)，而臥底保持前進(jìn)狀態(tài)，保證了斷層在巷道中始終處于安全范圍內(nèi)，確保了巷道內(nèi)部的穩(wěn)定性。此項支護(hù)技術(shù)，能夠確保斷層頂板的完整性，避免斷層的塌陷，從而保證了巷道的安全。

2.3 錨桿臨支加U型鋼技術(shù)

在斷層地區(qū)，對于落差較大的斷層，圍巖容易破裂甚至坍塌，因此，需要采用錨桿臨時支護(hù)技術(shù)，混合使用U型鋼架進(jìn)行固定支護(hù)，強(qiáng)化斷層的強(qiáng)度，防止掘進(jìn)中工作面板出現(xiàn)破落問題。應(yīng)用這一方法時，要將錨桿的傾斜角度控制在45°，把握好錨桿的距離，更好地發(fā)揮此方法的優(yōu)勢，提高施工的安全性。

3 掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)要點分析

在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下的煤礦掘進(jìn)，除了要選擇合適的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)外，還要把握支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵問題，比如掘進(jìn)機(jī)的選擇、綜掘機(jī)的選型和截齒面的選擇等問題，掌握技術(shù)要點，才能使支護(hù)達(dá)到更好的效果。

3.1 合理選擇掘進(jìn)機(jī)

在煤礦掘進(jìn)時，要根據(jù)巷道的長度來選擇綜合掘進(jìn)機(jī)和普通掘進(jìn)機(jī)。這兩種類型的掘進(jìn)機(jī)有著不同的工作特點，一般來說，普通掘進(jìn)機(jī)適用于工作面施工長度小于350米的巷道，而對于長度超過350米的巷道則適宜采用綜合掘進(jìn)機(jī)。合理選擇掘進(jìn)機(jī)，能夠充分合理地發(fā)揮兩種掘進(jìn)機(jī)各自的優(yōu)勢，也能夠保證施工時的支護(hù)措施發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

3.2 綜掘機(jī)的選型

這一問題與煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用有效性有著非常密切的關(guān)系，在選擇綜掘機(jī)的類型時，應(yīng)注意以下幾個問題：巷道斷面的形式；掘進(jìn)機(jī)功率的大小；運(yùn)行效率高低；巖層的強(qiáng)度大小等等。通過對這些問題進(jìn)行衡量，分析綜掘機(jī)能否滿足掘進(jìn)支護(hù)的要求。

3.3 截齒的選擇

選擇截齒時，要盡量選擇耐磨性能較高的截齒，降低齒輪的磨損程度，減少綜掘機(jī)維修的次數(shù)，提高煤礦掘進(jìn)的截割速度。另外，當(dāng)遇到巖石硬度高于截齒截割能力的情況時，不能強(qiáng)行進(jìn)行切割，而應(yīng)選擇爆破的方式，這樣能有效避免設(shè)備損壞。

3.4 臨時支護(hù)技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用

在煤礦的生產(chǎn)掘過程中，很重要的一部分是液壓系統(tǒng)，在臨時支護(hù)過程中，就要充分考慮液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和開停機(jī)之間的閉鎖。在這方面，也可以采取綜掘機(jī)自身的液壓鎖進(jìn)行臨時支護(hù)，提高掘進(jìn)工作效率和安全性。

4 結(jié)束語

總之，基于復(fù)雜環(huán)境下的煤礦掘進(jìn)，危險性高且難度較大，在煤礦開采過程中，要想更好地保障施工的安全性，同時提高煤礦掘進(jìn)效率，合理選擇和應(yīng)用煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)

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