煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用分析

樊江飛　鄒時(shí)盛

【摘 要】中國(guó)經(jīng)濟(jì)步入騰飛階段，煤礦作為能源產(chǎn)業(yè)中的翹楚，發(fā)展日益興盛，但是隨著產(chǎn)量的擴(kuò)大化，開采的深度與強(qiáng)度不斷提升，導(dǎo)致煤礦開采的地質(zhì)情況也日益復(fù)雜。許多煤礦出現(xiàn)了斷層、褶曲等情況，在這種情況下，對(duì)煤礦的開采技術(shù)就提出了要求。接下來(lái)，我們將淺析在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，有關(guān)煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)條件分析；煤礦掘進(jìn)

【Abstract】Chinese economy entered a take-off stage， coal as an energy industry leader in the development of growing prosperity， but with the depth and strength of the production expansion， mining on the rise， resulting in coal mining geological conditions are becoming increasingly sophisticated. Many coal mines appeared faults， folds， etc.， in this case， for coal mining technology proposed requirements. Next， we will analysis in complex geological conditions， application support related to underground tunneling technology.

【Key words】Analysis of geological conditions；Drivage

1. 復(fù)雜煤礦掘進(jìn)地區(qū)的地質(zhì)條件分析

1.1 基礎(chǔ)條件分析。

中國(guó)不少煤礦開采區(qū)都是百年老礦區(qū)，經(jīng)過數(shù)百年的演變，地質(zhì)情況也越發(fā)的復(fù)雜，例如斷層多、礦井地壓大等。更有甚者，煤層內(nèi)地質(zhì)賦存條件不穩(wěn)定，且水文地質(zhì)條件也異常復(fù)雜，因此，不少礦區(qū)都是深部礦井、高應(yīng)力的軟巖礦區(qū)。

1.2 煤礦掘進(jìn)的技術(shù)難點(diǎn)。

中國(guó)的老礦井在開采的過程中，尚且需要解決以下幾種難題：首先，礦區(qū)各個(gè)煤層的頂板巖性會(huì)隨著礦井開采的深度變化而不斷的發(fā)生變化，其中起拱圍巖的應(yīng)力將會(huì)不斷升高。其次，在礦工進(jìn)行巷道掘進(jìn)過程中，由于頂?shù)装宀糠值拿簩舆^于松軟，容易破碎，所以給巷道的支護(hù)帶來(lái)了巨大的困難，往往工人只能采取“前掘后修”的辦法。再次，在這種極其復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，極易引發(fā)巷道的斷層，并且在對(duì)薄煤層進(jìn)行開采的時(shí)候，大部分煤礦采用的辦法是以半煤巖巷或者煤巷為重點(diǎn)，這對(duì)技術(shù)的要求就非常的高了。最后，由于我們長(zhǎng)期固步自封，因此沒有及時(shí)的同國(guó)際上機(jī)械化的技術(shù)相接軌。粗糙的辦法導(dǎo)致對(duì)礦區(qū)的破壞力度加大，對(duì)設(shè)備的損耗也比其他國(guó)家來(lái)的大。

2. 煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)成為復(fù)雜地質(zhì)條件下開采的關(guān)鍵

2.1 綜掘機(jī)與普掘機(jī)的臨界點(diǎn)確定。

按照一般數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，巷道的長(zhǎng)度和綜掘機(jī)與普掘機(jī)的臨界點(diǎn)之間有很大的關(guān)系，綜掘機(jī)、普掘機(jī)的掘進(jìn)水平?jīng)Q定了巷道的長(zhǎng)度。一般情況下，普掘機(jī)適合于施工長(zhǎng)度在三百米之內(nèi)的工作面，而綜掘機(jī)適合于施工長(zhǎng)度在三百米以外的工作面。這樣的分配有利于顯示各自的優(yōu)點(diǎn)，施工工藝也較為合理。這主要是由于綜掘機(jī)可以縮短生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，并且更適合煤礦工程的施工需要。

2.2 綜掘機(jī)的類型介紹。

當(dāng)我們?cè)谶x擇綜掘機(jī)的選型是，必須要充分考慮多個(gè)方面的因素，例如：對(duì)于巷道的斷面的試用程度、對(duì)機(jī)身機(jī)構(gòu)的緊湊程度、對(duì)煤礦煤巖的適應(yīng)強(qiáng)度以及綜掘機(jī)的體積、機(jī)器的截割功率、機(jī)器的截割強(qiáng)度、機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行效率、機(jī)器設(shè)備的配件供應(yīng)、機(jī)器設(shè)備的維修量等。

2.3 如何正確選擇截尺。

對(duì)于截齒的選擇主要需要考慮的問題是要選擇耐磨強(qiáng)度較高的綜掘機(jī)的截齒，這樣的強(qiáng)度截齒有利于提高煤礦掘進(jìn)的截割速度，并減少對(duì)截齒的磨損。但是，當(dāng)巖石的硬度大于綜掘機(jī)的截齒切割能力的時(shí)候，我們應(yīng)當(dāng)考慮采用爆破等方式，不能利用機(jī)器設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)行切割，以使得設(shè)備被損壞，并且應(yīng)在放炮時(shí)注意保護(hù)綜掘機(jī)。

2.4 如何運(yùn)用臨時(shí)支護(hù)技術(shù)。

當(dāng)我們采用綜掘機(jī)對(duì)煤礦進(jìn)行掘進(jìn)的時(shí)候，我們就不得不使用到綜掘機(jī)的液壓系統(tǒng)。在使用液壓系統(tǒng)的時(shí)候，要充分了解液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和停開機(jī)的時(shí)候閉鎖裝置的位置。其中我們重點(diǎn)需要知道綜掘機(jī)的機(jī)載液壓鎖臨時(shí)采取的支護(hù)技術(shù)。這是因?yàn)檫@種技術(shù)能夠有效的減輕工作的強(qiáng)度，并且提高掘井工作的安全系數(shù)。

2.5 如何運(yùn)用開門轉(zhuǎn)為技術(shù)。

實(shí)踐出真知，所以在進(jìn)行煤礦開采的實(shí)踐過程中，也會(huì)遇到不少的技術(shù)難題，同時(shí)我們也會(huì)深思問題，從問題中尋找到解決的辦法，在這個(gè)過程中，我們創(chuàng)新了掘進(jìn)機(jī)的施工技術(shù)，為減輕工作阻力，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作的“零”爆破成就埋下了伏筆。例如在煤礦的掘進(jìn)工作中，面對(duì)開門直接安裝的掘進(jìn)機(jī)施工時(shí)，機(jī)器后面跟隨著的是重達(dá)40t 的運(yùn)輸量，距離高達(dá)100m。面對(duì)這樣的情況，我們就必須摒棄傳統(tǒng)的穿鑿放大，采用分段式的辦法，即先爆破出一段然后再進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)的安防和施工。

2.6 綜掘機(jī)的配套系統(tǒng)和施工組織管理中出現(xiàn)的相關(guān)問題。

隨著時(shí)代的發(fā)展，我們必須懂得與時(shí)俱進(jìn)，因此對(duì)綜掘機(jī)在煤礦掘進(jìn)施工中的管理研究應(yīng)必須要形成一套科學(xué)合理的先進(jìn)的施工機(jī)制，除此之外我們還必須提高組織管理技術(shù)水平并且建立與之相適應(yīng)的組織管理技術(shù)體系，最終幫助我們的煤礦開采達(dá)到高效率作業(yè)的目的。就以彎皮帶運(yùn)輸技術(shù)的操作來(lái)舉例，目前我們的技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大角度長(zhǎng)距離的拐彎掘進(jìn)與采取小角度的連續(xù)拐彎技術(shù)時(shí)最大的角度可以達(dá)到26°。在實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)的突破之后，我們就可以在開采的過程中減少皮帶配置的工作效率，并且實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。不僅如此，我們還可以充分利用皮帶機(jī)的尾部安裝自動(dòng)卸料的裝置，用它來(lái)提高我們工作的安全系數(shù)，避免以往由于各種客觀條件所導(dǎo)致的皮帶磨損危機(jī)。最大限度的發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的性能。所以在現(xiàn)代化的煤礦開采過程中只有合理安排施工工藝技術(shù)，并且優(yōu)化勞動(dòng)組織關(guān)系，不斷培養(yǎng)專業(yè)作業(yè)隊(duì)伍，不斷提升施工工藝技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效利用和全面保養(yǎng)，這樣才能為煤礦的掘進(jìn)工作打下堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。

3. 穿越斷層的錨網(wǎng)支護(hù)的技術(shù)突破

3.1 直接破頂法。

直接破定法的具體實(shí)施措施是利用掘進(jìn)機(jī)直接破除斷層的頂部，然后留下比較穩(wěn)定的頂板巖層，接下來(lái)再使用錨網(wǎng)索來(lái)支護(hù)。具體的施工過程中必須注意的是頂板的巖石硬度不大于5，落差小于2m的斷層中頂板容易碎裂，這樣的頂板是難以支護(hù)的。還有一種情景就是在掘進(jìn)過程中坡度較大，而巖層的坡度減緩的實(shí)際情況中，架設(shè)支護(hù)都可以采用直接破頂法。

3.2 退后臥底法。

什么時(shí)候可以使用退后臥底法呢？大部分老礦區(qū)，如果斷層相對(duì)堅(jiān)固完整的話，就可以考慮采用這種方法，這時(shí)掘進(jìn)機(jī)后退，臥底前進(jìn)，保證斷層巷道中的低位高度與安全要求相符，采用這樣的方法可以確保斷層的完整性，同時(shí)增加圍巖的穩(wěn)定系數(shù)，相對(duì)的提高安全系數(shù)。

3.3 錨桿臨支加U鋼法。

這種方法適合比較危險(xiǎn)和復(fù)雜的礦區(qū)，當(dāng)斷層的落差較大，而且十分容易坍塌的時(shí)候，我們就可以采取這樣的辦法。那就是使用U型鋼架進(jìn)行固定支護(hù)，與臨時(shí)的超前支護(hù)、錨桿支護(hù)混合使用，保證錨桿傾斜45°，再利用預(yù)緊力加固圍巖，需要注意的是在操作過程中要嚴(yán)格控制錨桿間的距離。

4. 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們不難知道煤礦的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)是煤礦安全中最重要的一環(huán)，同時(shí)也是提高煤礦開采效率的關(guān)鍵因素。當(dāng)我們面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件的時(shí)候，我們更應(yīng)該加強(qiáng)綜合機(jī)械化作業(yè)的力度，加強(qiáng)對(duì)支護(hù)技術(shù)研究，在提高效率的同時(shí)保證開采安全。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2015）07-29-033