淺析復(fù)雜地質(zhì)條件下的綜掘支護(hù)技術(shù)

李森

摘 要：煤炭資源作為工農(nóng)業(yè)動(dòng)力的源泉，在我國工業(yè)生產(chǎn)和人們生活中的占據(jù)非常重要的地位。在目前經(jīng)濟(jì)體制的快速發(fā)展和持續(xù)推進(jìn)的形式下，煤炭價(jià)格趨低，但是社會(huì)日常生活對(duì)煤礦資源煤炭的需求仍然很大，煤炭資源的地位依舊十分重要。但隨著煤炭開采工作的不斷深入，使得煤礦開采地質(zhì)條件越來越復(fù)雜多樣，因此對(duì)煤礦的支護(hù)工作提出了更高的要求，不僅需要當(dāng)前技術(shù)條件能有效應(yīng)用，也需要從多方面進(jìn)行管控，提高煤礦支護(hù)效果，保障采煤工作的安全；尤其是隨著大型綜掘設(shè)備的不斷應(yīng)用，為提高工作效率及產(chǎn)量，確保開采工作的順利進(jìn)行，加強(qiáng)對(duì)快速綜掘支護(hù)技術(shù)的研究十分重要。本文主要論述在復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦綜掘技術(shù)的應(yīng)用問題，為提高整個(gè)煤礦采掘工作的安全性具有一定的借鑒意義。

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

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.101

1 煤礦掘進(jìn)基木地質(zhì)條件分析及煤礦掘進(jìn)困難淺析

1.1 煤礦的基本地質(zhì)情況簡介

但隨著煤炭開采工作的不斷深入，煤礦開采地質(zhì)條件發(fā)生較大變化。煤礦地質(zhì)多演變?yōu)槎鄶鄬拥膹?fù)雜地質(zhì)條件，煤層內(nèi)巖層不穩(wěn)定，礦井壓力過大，且水文地質(zhì)條件復(fù)雜?？傮w上，煤礦開采的地質(zhì)條件大部分存在以下幾個(gè)方面的問題：（1）煤礦在開采過程中煤層頂板的松軟，導(dǎo)致潛在危險(xiǎn)的發(fā)生；（2）煤礦井下巷道掘進(jìn)工作過程中，起拱圍巖應(yīng)力上升趨勢(shì)明顯，這不僅對(duì)掘進(jìn)速度有要求，對(duì)回采工作的支護(hù)方式的選擇也有較高的要求。

1.2 煤礦掘進(jìn)中存在的幾點(diǎn)困難

首先，在巷道掘進(jìn)過程中，礦井的煤層松軟且易破碎，使得掘進(jìn)巷道易產(chǎn)生變形。當(dāng)頂板受壓導(dǎo)致收縮時(shí)會(huì)加速頂板的變形，在煤礦開采過程中，巷道經(jīng)常出現(xiàn)前掘后修的情況；當(dāng)煤層地板出現(xiàn)松軟時(shí)，也易導(dǎo)致巷道變形。其次，礦井中煤層的儲(chǔ)量較大時(shí)，對(duì)掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)設(shè)備要求較高，尤其是隨著我國綜采設(shè)備的普遍應(yīng)用，機(jī)械化采煤技術(shù)的不斷進(jìn)步，掘進(jìn)巷道斷面不斷增大，對(duì)于巷道支護(hù)技術(shù)來說也是一個(gè)長久的考驗(yàn)。

2 煤礦綜掘復(fù)雜地質(zhì)條件下的支護(hù)技術(shù)介紹

在煤礦，對(duì)應(yīng)復(fù)雜多樣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，井下巷道掘進(jìn)支護(hù)主要方式為錨網(wǎng)支護(hù)，該種支護(hù)方式對(duì)頂板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和完整性有較高的要求。通過學(xué)習(xí)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐總結(jié)得知，可用于復(fù)雜地質(zhì)條件巷道掘進(jìn)的支護(hù)措施還包括直接破頂法、退后臥底法、錨桿臨時(shí)支護(hù)加U型鋼架法這幾類方法。

2.1 直接破頂法

該方法的技術(shù)核心是利用掘進(jìn)設(shè)備，對(duì)不穩(wěn)固區(qū)域進(jìn)行切斷，直接破除斷層頂部破碎區(qū)域，留下穩(wěn)固性相對(duì)較高的頂板圍巖。該方法一般和錨網(wǎng)支護(hù)方法結(jié)合使用，對(duì)切斷后的頂板圍巖使用錨網(wǎng)索進(jìn)行再支護(hù)。該方法施工過程中有一點(diǎn)需要注意：對(duì)于巖石硬度在5級(jí)以下，落差在2米以內(nèi)的頂板，掘進(jìn)過程中有破碎頂板大面積冒落的的可能，該巖石條件下支護(hù)難度極大。現(xiàn)階段，直接破頂法支護(hù)技術(shù)多用于對(duì)巖石坡度較緩且整體坡度較大的地質(zhì)條件下的頂板。

2.2 退后臥底法

煤礦掘進(jìn)施工過程中，頂板穩(wěn)固性較好、完整性較好，且頂?shù)装褰^對(duì)落差在2.5米以內(nèi)的情況下，可采取退后臥底法進(jìn)行圍巖支護(hù)。在退后臥底法的施工工程中，掘進(jìn)機(jī)應(yīng)保持后退方式，而臥底保持前進(jìn)狀態(tài)，通過此種方式來確保巷道施工過程中頂板穩(wěn)固，提高掘進(jìn)過程中的安全性。該支護(hù)方法的合理應(yīng)用，能夠確保頂板斷層的穩(wěn)固性和完整性，同時(shí)能夠保證圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，優(yōu)勢(shì)較為明顯。

2.3 錨桿臨時(shí)支護(hù)加U型鋼架法

該方法只要在掘進(jìn)區(qū)域存在較大落差的斷層時(shí)使用。在該條件下，圍巖結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)固，發(fā)生大面積破碎冒落以及區(qū)域性坍塌的可能性較大。該情況下，采取錨桿臨時(shí)支護(hù)加U型鋼架法能夠最大限度提高頂板圍巖的整體安全性。該方法的幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵：最大限度地將錨桿傾斜角度控制為45°，確保錨桿錨固力；借助預(yù)緊力對(duì)圍巖進(jìn)行整體加固，防止煤礦掘進(jìn)工作面頂板出現(xiàn)破落問題。

3 復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

3.1 臨時(shí)支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用

綜掘機(jī)的運(yùn)行方式主要是依靠液壓系統(tǒng)來供給動(dòng)力，當(dāng)綜掘機(jī)運(yùn)行時(shí)，臨時(shí)支護(hù)技術(shù)要保證液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還要及時(shí)有效地考慮到液壓系統(tǒng)停機(jī)開機(jī)時(shí)候的閉鎖設(shè)置。因?yàn)檫\(yùn)用綜掘機(jī)的自帶的機(jī)載液壓鎖臨時(shí)支護(hù)技術(shù)是，能夠從較大程度上減少工作人員工作量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并能夠提高巷道掘進(jìn)施工的安全系數(shù)。

3.2 礦井中開門轉(zhuǎn)為技術(shù)的使用

在礦井掘進(jìn)作業(yè)過程中，遇到技術(shù)難題是在所難免的事情，尤其是在掘進(jìn)開門過程中。掘進(jìn)機(jī)自行開門施工工藝創(chuàng)造性的解決了掘進(jìn)開門這一難題。該工藝能夠?qū)崿F(xiàn)掘進(jìn)施工過程中的“零”爆破。該技術(shù)的關(guān)鍵在于預(yù)先爆破一段大斷面的掘進(jìn)巷道，之后直接安放掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工。

3.3 綜掘機(jī)的組織管理完善及施工工藝創(chuàng)新

礦井綜掘技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，一個(gè)關(guān)鍵的問題是要完善綜掘機(jī)使用的施工工藝和管理制度，不斷地提高組織管理水平，是之形成有效的管理系統(tǒng)和技術(shù)規(guī)范，進(jìn)而提高施工效率。施工工藝的提高，能夠提高工效。以掘進(jìn)過程中的彎道掘進(jìn)為例，在彎道掘進(jìn)施工過程中，在保證綜掘機(jī)的最大角度26°的前提下，可以在皮帶機(jī)尾部安裝自動(dòng)卸料裝置，以提高卸料的機(jī)械化水平，該方式并且可以減少皮帶磨損，有效地的提高工作效率。管理制度能夠保障綜掘機(jī)持續(xù)高效的運(yùn)行，好的管理制度能夠?qū)崿F(xiàn)快速掘進(jìn)、增加設(shè)備的使用壽命和保證綜掘機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。

4 結(jié)束語

在復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道掘進(jìn)過程中，選擇適合本礦并得到成功應(yīng)用的煤礦巷道支護(hù)技術(shù)是保障煤礦掘進(jìn)安全進(jìn)行的關(guān)鍵。這就要求工程技術(shù)人員在充分了解本礦復(fù)雜地質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)選擇適合本礦的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)。并且，支護(hù)工作在施工過程中，要逐步提高工作人員的綜合素質(zhì)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工。如此，可以有效地保障煤礦采掘過程的安全性，減少片幫冒頂事故的發(fā)生，提高煤礦開采效率。

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