復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)研究

焦坤鵬

摘 要：煤礦綜采過程中，利用炮采、錨網(wǎng)等先進(jìn)掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)對采煤工藝進(jìn)行合理改進(jìn)，能夠有效的提高煤礦的掘進(jìn)速度，提高采煤效率。本文以復(fù)雜地質(zhì)條件為背景，探討了煤礦掘進(jìn)過程中對應(yīng)的支護(hù)技術(shù)，以此提高煤礦安全生產(chǎn)及管理水平。

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

對于煤礦開采，我國絕大多數(shù)都是井工開采。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國80%的煤礦開采都是井下作業(yè)，這樣的開采就是井工開采，眾所周知，煤礦開采地質(zhì)條件極為惡劣，尤其是井下作業(yè)，開采難度更大，我們必須在地下挖掘各類巷道，這就需要做好掘進(jìn)支護(hù)施工，如支護(hù)方法選擇不當(dāng)，極易產(chǎn)生塌陷等危險，且對井下工作人員的人身安全造成嚴(yán)重威脅，為此，如何做好煤礦產(chǎn)業(yè)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的掘進(jìn)支護(hù)施工就顯得尤為重要。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)的技術(shù)難點

復(fù)雜地質(zhì)條件下，掘進(jìn)工作開展難度較大，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

第一，巖石應(yīng)力比較大，隨著開采的不斷地進(jìn)行，掘進(jìn)的難度加大，礦井內(nèi)的巖石不斷地變化，巖石的應(yīng)力增加導(dǎo)致了挖掘的巷道比較容易起拱破裂，造成塌陷；

第二，如為高應(yīng)力軟巖地質(zhì)，煤炭雖比較硬，但非常容易碎裂，在煤礦的開采過程中，挖掘巷道的工作難以進(jìn)行，難以形成巷道，由光爆掘進(jìn)，變形就會相應(yīng)的加大，這就使得支護(hù)好的巷道隨之都會發(fā)生移動，支護(hù)的工作難以進(jìn)行，開采的過程中就會出現(xiàn)前面挖掘，后面修補(bǔ)的情況；

第三，由于地質(zhì)條件非常的復(fù)雜，存在很多的斷層，這樣就會出現(xiàn)很多的大坡度的巷道，加大了施工難度；

第四，開采中，通常煤炭在厚煤層的煤炭儲量比較大，通常以煤巷為重點，這種開采對于支護(hù)的要求比較高。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)

1、綜掘機(jī)和普掘機(jī)臨界點的合理確定

通常而言，掘進(jìn)機(jī)臨界點的確定的關(guān)鍵是巷道的長度，而巷道的長度是根據(jù)掘進(jìn)設(shè)備的實際掘進(jìn)操作來確定的。一般，當(dāng)掘進(jìn)工作面的長度在300m以下時，需要采用普通掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)生產(chǎn)。當(dāng)掘進(jìn)工作面的長度在300m以上時，則應(yīng)該采用綜掘機(jī)，這樣能夠充分發(fā)揮兩者在不同掘進(jìn)工作面的施工優(yōu)勢，保證有良好的施工工藝。

2、合理選擇綜掘機(jī)型號

綜掘機(jī)設(shè)備的型號選擇過程中需要考慮這樣幾個方面的內(nèi)容：設(shè)備應(yīng)該與巷道斷面相對應(yīng)、掘進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊程度、煤礦巖層強(qiáng)度、綜掘機(jī)的截割功率、綜掘機(jī)的截割強(qiáng)度、設(shè)備的生產(chǎn)效率、設(shè)備配件供應(yīng)狀況以及設(shè)備的維修周期等。

3、合理應(yīng)用臨時支護(hù)技術(shù)

在采用綜合掘進(jìn)進(jìn)行煤礦掘進(jìn)時，需要應(yīng)用到綜掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性及停開機(jī)過程中的閉鎖裝置合理使用對應(yīng)的支護(hù)方式。在實踐過程中，主要應(yīng)用綜掘機(jī)的機(jī)載液壓鎖進(jìn)行臨時支護(hù)。這樣可以有效降低工作量，保證掘進(jìn)工作順利、安全、可靠的進(jìn)行。

3 綜掘錨網(wǎng)支護(hù)過斷層技術(shù)分析

在巷道掘進(jìn)的過程中，經(jīng)常會遇到斷層的地質(zhì)問題。尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，這些斷層使得煤層之間的連續(xù)結(jié)構(gòu)受到破壞，圍巖出現(xiàn)破碎問題，礦體壓力出現(xiàn)較大的波動，影響煤礦的整體掘進(jìn)速度，直接威脅到煤礦的安全生產(chǎn)。本文結(jié)合煤礦斷層的不同情況，對錨網(wǎng)索支護(hù)綜掘過斷層的幾種方法進(jìn)行論述。

1、后退臥底法

在掘進(jìn)過程中，當(dāng)巷道斷層出現(xiàn)下移的問題時，可以采用后退臥底的支護(hù)方法。當(dāng)斷層的落差h<2.5m時，且直接頂板強(qiáng)度較大時，可以采用錨網(wǎng)索支護(hù)的方式，對周圍圍巖進(jìn)行控制。在支護(hù)過程中，將掘進(jìn)機(jī)后退l0-15m。由于掘進(jìn)機(jī)要求工作面的施工坡度應(yīng)該小于土坡，因此巷道采用小于12°的載坡進(jìn)行臥底，這樣可以保證整個斷層的下巷道高度能夠達(dá)到設(shè)計的支護(hù)需求。采用后退臥底過斷層的支護(hù)方式之后，可以不對頂板圍巖造成破壞，有效保證了圍巖的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，但是這種支護(hù)方式由于臥底工作量較大，巷道的高度增加。因此，在過斷層的過程中，應(yīng)該首先采用錨網(wǎng)索對頂、幫和斷層面進(jìn)行全面的加固，避免由于臥底造成的巷道超高問題，保證巷道安全。

2、直接割頂法

對于高度差h<2m的斷層，由于斷層會造成斷層的下移。這時，若頂板強(qiáng)度較低時，將發(fā)生破壞，導(dǎo)致其不能進(jìn)行保留，可以采用掘進(jìn)機(jī)將這些巖石進(jìn)行截割破碎，然后對頂板強(qiáng)度較大的巖石進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)。這種方法避免了由于支護(hù)斷層處巖石破碎導(dǎo)致巷道存在的安全隱患，同時也避免了由于需要后退臥底導(dǎo)致的工作量增加的問題，適當(dāng)增加了施工速度。

3、起坡臥底、頂煤放炮法

在掘進(jìn)過程中，若斷層導(dǎo)致煤層整體上移時，則可以采用該方法。當(dāng)巷道揭露0.7m斷層時，這時通常采用角度小于12°的起坡臥底進(jìn)行掘進(jìn)，在到達(dá)沒頂板之后恢復(fù)正常的掘進(jìn)方向。當(dāng)斷層的落差h>2m時，應(yīng)該采用點小炮的方式將超出綜掘機(jī)最大截割高度的頂煤適當(dāng)震落。采用這種方法過斷層，由于巷道暴露的高度較大，處于斷層與下盤頂板之間的三角區(qū)域煤礦不能保留，使得頂板的兩幫和斷層面的支護(hù)難度較大。因此，在斷層揭露之后，應(yīng)該馬上對斷層進(jìn)行及時的錨索支護(hù)，保證整個巷道的支護(hù)安全可靠。對于斷層高度為2-4m時，由于掘進(jìn)機(jī)的最大截割高度上的頂層煤厚度達(dá)到了1.3-33m，不能采用放小炮震落的方式。這時，可以結(jié)合隧道施工的臺階施工方法，對上半部分已經(jīng)施工完畢的巷道采用炮掘錨網(wǎng)支護(hù)，然后再對下半部分巷道進(jìn)行后退臥底支護(hù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，煤礦開采是比較危險的工作，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，開采難度更大，這就需要提高煤礦掘進(jìn)支護(hù)措施的安全性能和可靠度，最大限度的保障工作人員的人身安全。目前，我國機(jī)械化水平較低，必須進(jìn)一步提高機(jī)械化水平，加大支護(hù)研究力度，有效提升我國煤炭開采效率及安全性，推動我國煤炭事業(yè)更快更好地發(fā)展。

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