分析復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進支護技術(shù)的應(yīng)用

劉利

摘 要：作為世界煤炭資源生產(chǎn)與消耗大國，我國對于煤炭的需求量巨大。煤炭資源是我國重要的能源基礎(chǔ)，關(guān)系到我國社會經(jīng)濟的發(fā)展。盡管我國煤炭資源儲量豐富，但是在長期開采之下，煤炭資源開采的強度與難度日益加深，同時在煤炭開采過程中也會遇到各種復(fù)雜的地質(zhì)，這都影響著煤炭開采工作。文章分析了復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進支護技術(shù)，僅供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進支護；復(fù)雜地質(zhì)

在煤礦企業(yè)加大對現(xiàn)有資源開發(fā)的情況下，煤礦開采的深度與難度都在不斷增加，尤其是在集中性煤礦開采區(qū)域所處的地區(qū)，其地質(zhì)條件更為復(fù)雜多變。在進行煤礦掘進的過程中，需要對整個工作面進行支護，從而確保掘進工作的順利進行。從現(xiàn)階段的掘進支護技術(shù)來看，主要包括了直接破頂法、后退臥底法以及錨桿臨時支護加U型鋼架法等，都適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進工作。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下的掘進難點

1.1 破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造

在煤礦掘進過程中，若是遇到地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū)，那么隨著礦井開采的推進，在開采深度不斷增加的同時，也會在一定程度上破壞復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，這樣會導(dǎo)致煤層的頂板巖性也會發(fā)生變化，造成圍巖應(yīng)力不斷上升的問題。

1.2 前掘后修問題

前掘后修是在復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)進行煤礦掘進的常見問題，尤其是在頂?shù)装逡约安糠置簩铀绍浀牡貐^(qū)，經(jīng)常存在破碎問題，這種問題會為煤礦掘進施工帶來較大的不良影響，并且不利于巷道成型。除此之外，在煤礦掘進過程中，巷道頂?shù)装迦菀壮霈F(xiàn)程度較大的收縮，從而進一步加快煤礦巷道的變形速度。為了解決這個問題，確保后期采掘工作的順利進行，就必須要在掘進完成之后進行修補，從而大大增加了掘進的工作量。

1.3 安全問題

在部分薄煤層占據(jù)主要比重的煤礦地區(qū)中，在對薄煤層實行開采作業(yè)時需要通過煤巷以及半煤巖巷作為關(guān)鍵對象并按照巷道回采的方式進行掘進支護工作。同時，在進行掘進半煤巖巷工作時，其對于參與作業(yè)的掘進支護設(shè)備以及掘進技術(shù)也具有較高的要求，這就需要工作人員必須在保證半煤巖巷礦區(qū)安全的前提下進行開采作業(yè)。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下掘進支護應(yīng)用

2.1 直接破頂法

直接破頂法是將斷層頂部進行破除，主要是利用掘進機進行直接沖擊的方式來進行，從而材質(zhì)較為穩(wěn)定的頂板圍巖留下，再利用錨網(wǎng)索對其進行支護。在具體施工過程中，若是頂板巖石的落差在2m以內(nèi)，那么在實際的應(yīng)用過程中，自身的脆弱性會引起碎裂，這種情況下則不適用于支護工作。除此之外，在煤礦地下掘進過程中，坡度較大的情況極為常見，面對這種問題也可以運用直接破頂法來解決其支護問題。

2.2 退后臥底法

在煤礦掘進過程中，若是存在完整、堅固的斷層上頂板，并且兩者之間的落差距離在2.5m以內(nèi)，則可以利用支護的方式來進行圍巖。在實際的施工過程中，掘進機的操作應(yīng)當先后退，再臥底的方式來進行施工，這樣能夠有效確保斷層巷道的各類指標能夠達到標準規(guī)定要求，從而滿足煤礦掘進施工安全性的要求。

2.3 錨桿臨時支護加U型鋼架法

若是在復(fù)雜地質(zhì)中存在較大的斷層，那么在煤礦掘進過程中則很很容易出現(xiàn)破碎以及坍塌的問題。針對這種問題，可以運用錨桿臨時支護加U型鋼架法來解決。其中，錨桿傾斜角需要控制在45°以內(nèi)，在此基礎(chǔ)上，可以利用預(yù)緊力來實現(xiàn)對圍巖結(jié)構(gòu)的加固，從而避免在煤礦掘進過程中出現(xiàn)頂板破碎的問題，具體來說，對錨桿支護設(shè)計與施工要求進行詳細分析：首先進行支護設(shè)計依據(jù)的分析，在進行支護設(shè)計的時候，需要對巷道斷面的形狀以及穩(wěn)定性進行考慮，同時也要對巷道的松動圈進行考慮。松動圈很容易受到采掘的壓力而產(chǎn)生大小與形狀方面的變化，在經(jīng)過測試后發(fā)現(xiàn)，松動圈受到采動的影響會擴大2-3倍。因此，在進行采動之前，圍巖的類型會發(fā)生很大的變化。因此，支護的設(shè)計也要考慮松動圈變化的范圍來進行；其次是孔位的確定，要根據(jù)設(shè)計來對孔位進行確定，并做好標記。通常情況下，錨桿的孔間距最好是在100cm之內(nèi)，同時錨桿孔的深度要大于桿體的有效長度，但是需要控制在30cm之內(nèi)。同時，錨桿的端部需要推到孔底處，同時尾端部位外露的長度應(yīng)該控制在20cm范圍之內(nèi)；最后是錨桿支護施工方面的安全規(guī)定。若是在特殊區(qū)域，其支護方式應(yīng)當選取特殊的，同時支護范圍需要延伸到巷道的正常段，大約是在5-10m之間。同時，若是支護在相對復(fù)雜的區(qū)域，需要對支護措施進行強化，包括全場錨固、加密錨桿以及錨索錨固等。

3 煤礦掘進中機械設(shè)備的選擇

3.1 機械設(shè)備選擇

在復(fù)雜地質(zhì)條件下進行煤礦掘進，機械設(shè)備的選擇是關(guān)鍵所在。在實際掘進中，要根據(jù)巷道的長度來選擇機械設(shè)備，同時要根據(jù)設(shè)備的能力以及向?qū)璧拈L度來選擇是利用綜掘機還是普掘機。根據(jù)相關(guān)標準規(guī)定，普掘機適用于巷道長度在300m以內(nèi)的煤礦掘進施工中，若是巷道長度大于300m的時候，則需要選擇綜掘機。機械設(shè)備的選擇不但要根據(jù)設(shè)備自身適用范圍來確定，同時也要結(jié)合煤礦掘進施工工藝來確定。運用綜掘機進行施工，能夠大大縮短準備時間，滿足煤礦掘進施工要求。

3.2 截齒選擇

在煤礦掘進施工中，選擇掘進機的截齒是關(guān)鍵所在。具體來說，在選擇過程中要重視對截齒耐磨度的選擇，這是對截齒適用性進行衡量的關(guān)鍵所在。通常情況下，截齒的強度越高，那么在煤礦掘進過程中的工作速度就越快，同時施工質(zhì)量也更好，并且在確保施工質(zhì)量以及速度的基礎(chǔ)上，還大大減少了磨損，有效的降低了生產(chǎn)成本。若是地質(zhì)情況較為復(fù)雜，并且?guī)r石硬度大，在綜掘機無法工作的情況下，則需要采取爆破的處理方式，這樣能夠避免機械設(shè)備強行對巖石的切割，在很大程度上有利于設(shè)備的保護。

3.3 綜掘機配套系統(tǒng)

綜掘機作為煤礦掘進中的重要機械設(shè)備，在使用過程中必須要做好施工管理以及系統(tǒng)問題的處理。因此，需要在掘進施工之前，進行管理體系的科學(xué)合理的制定，從而確保掘進施工的順利進行。如果是在比如通過彎皮帶實現(xiàn)輸送作業(yè)時，則可以通過大角度、長距離的方式掘進，與此同時還可能輔以小角度的掘進技術(shù)。通過這部分技術(shù)的應(yīng)用，則能夠?qū)ζн\行的工效進行良好的提升。同時，自動卸料裝置位于皮帶機尾部，利用自動卸料裝置不但能夠降低操作過程中出現(xiàn)的磨損，同時還確保了施工的安全性。除此之外，不但要掌握好綜掘機的工作方式以及運行原理，還需要進行科學(xué)合理管理體系的規(guī)劃與制定，從而在管理體系建設(shè)良好的前提下，使得綜掘機的工作性能充分發(fā)揮出來，促進煤礦掘進工作的順利進行。同時，還要加強對機械設(shè)備的保養(yǎng)維修，從多角度的方式確保機械設(shè)備的穩(wěn)定與高效運行。

4 結(jié)束語

煤炭資源是我國重要的戰(zhàn)略儲備資源，作為煤炭開采與使用大國，煤炭資源對于我國社會經(jīng)濟的發(fā)展起到了重要的推動作用。隨著我國煤炭資源消耗量的增加，加強對煤炭資源的開采成為重點。很多煤炭資源分布在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，且容易存在很大的斷層，在這種情況下要進行煤礦掘進工作，會存在一定的危險性。因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)必須要根據(jù)實際情況來對復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境進行分析，并有針對性的進行煤礦掘進支護技術(shù)的選擇，在確保巷道安全性的基礎(chǔ)上，將煤礦開采的效率提高。

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