探討復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)技術(shù)

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，煤礦掘進(jìn)技術(shù)也有了很大的提升。但是，煤礦井下地質(zhì)條件變化多端，并且在掘進(jìn)過程中會受到各種復(fù)雜環(huán)境的影響，煤礦掘進(jìn)技術(shù)仍然需要不斷改進(jìn)，在不同的地質(zhì)條件下，煤礦掘進(jìn)作業(yè)要采取的技術(shù)方法不一樣，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，要求采取更好的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，以保證煤炭生產(chǎn)的安全和質(zhì)量。本文結(jié)合當(dāng)前掘進(jìn)技術(shù)的實際情況，著重探究復(fù)雜地質(zhì)條件下掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)煤礦；掘進(jìn)技術(shù)；應(yīng)用分析

1. 引言

中國是一個幅員遼闊的國家，具有豐富的礦產(chǎn)資源，在眾多礦產(chǎn)資源中，煤礦資源就是其中一種，中國也是一個煤礦產(chǎn)量大國。但是，煤礦資源的開采強度日益加大，開采的深度延伸也更加遠(yuǎn)，在當(dāng)前復(fù)雜多變的地質(zhì)條件下，煤礦開采會遇到更多困難。所以，在進(jìn)行煤礦開采的時候，一定要有高質(zhì)量的支護(hù)，確保煤礦工人的人身安全。因此，本文對復(fù)雜多變地質(zhì)煤礦掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究是有必要的，也是非常具有研究價值的。

2. 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)開采的分析

第一，地質(zhì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。煤礦開采過程中，通常都是由淺層到深層，逐步推進(jìn)，隨著開采的不斷深入，將不可避免地會對煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成一定破壞，尤其是頂層板巖石特性方面，開采期間將會發(fā)生顯著的轉(zhuǎn)變。

第二，煤礦巷道的開挖。在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的影響下，礦井上部和底部的地質(zhì)通常不穩(wěn)定，這就導(dǎo)致煤礦在進(jìn)行掘進(jìn)的時候，無法持續(xù)固定進(jìn)行，并且巷道頂部、底部板塊容產(chǎn)生收縮，存在一定的安全威脅。

第三，前掘后修是在復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)進(jìn)行煤礦掘進(jìn)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(jìn)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(jìn)過程中，巷道頂?shù)装迦菀壮霈F(xiàn)程度較大的收縮，從而進(jìn)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(jìn)行，就必須要在掘進(jìn)完成之后進(jìn)行修補，從而大大增加了掘進(jìn)的工作量。

第四，開采設(shè)備相對落后。如果開采設(shè)備未能及時更新，煤礦掘進(jìn)過程中將會遇到更大的難度。就當(dāng)前的煤礦開采過程，仍然存在很多的小型煤礦，因為經(jīng)濟原因，設(shè)備落后，在掘進(jìn)過程中不但容易造成設(shè)備的損耗，還容易出現(xiàn)遇到高難度掘進(jìn)時難以繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)和帶來安全隱患。

3.復(fù)雜地質(zhì)煤礦掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用

在進(jìn)行煤礦挖掘的過程中，復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境主要表現(xiàn)為斷裂層多、礦井所需承載的壓力大、地質(zhì)環(huán)境以及水文環(huán)境復(fù)雜等。斷裂層帶將會呈現(xiàn)出較大的波動幅度，導(dǎo)致頂板和底板出現(xiàn)松軟情況，造成在掘進(jìn)過程中出現(xiàn)困難甚至危險，影響工作進(jìn)度的開展。另外，正是由于這種復(fù)雜地質(zhì)條件的存在，在進(jìn)行巷道作業(yè)的時候支護(hù)工作無法正常開展。因此，在實際的煤礦掘進(jìn)過程中，可以嘗試采用破頂法、退后臥底法、臨時加入U型鋼架法等手段，確保煤礦的順利掘進(jìn)。

3.1 破頂法的應(yīng)用

破頂法，根據(jù)字面意思不難理解，就是直接破頂。破頂法在應(yīng)用過程中，需要借助相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行，否則難以完成，利用設(shè)備的情況下，需要留下穩(wěn)定的頂板，使得穩(wěn)定性充足之后再進(jìn)行支護(hù)工作。在當(dāng)前的煤礦掘進(jìn)過程中，破頂法應(yīng)用在坡度緩、巖石大的地質(zhì)條件中比較常見，而其他地方可能應(yīng)用的相對較少。

3.2退后臥底法的應(yīng)用

在應(yīng)用退后臥底法解決復(fù)雜地質(zhì)條件的時候，要求在掘進(jìn)工作區(qū)域內(nèi)，頂板一定要具有穩(wěn)定性和完整性，并且頂板和地面需要有一定的落差高度，只有滿足這些條件，支護(hù)工作才可以有序進(jìn)行。退后臥底法很明顯就是在進(jìn)行掘進(jìn)的時候，需要保持退后的狀態(tài)，這樣可以有效防止因掘進(jìn)而導(dǎo)致的落石落煤等意外情況。相對退后臥底而言，臥底法則要求在進(jìn)行掘進(jìn)工作的時候，需要至始至終保持前進(jìn)的態(tài)勢，這樣的方法使得煤礦巷道內(nèi)的高度和穩(wěn)固度很高，并且?guī)r層的結(jié)構(gòu)也更加穩(wěn)固，具有非常好的安全保證。

3.3 錨桿臨時加固支護(hù)U型鋼架法的應(yīng)用

錨桿臨時加固支護(hù)U型鋼架法應(yīng)用在煤礦掘進(jìn)工作中，能夠?qū)ο锏赖姆€(wěn)定性起到非常明顯的作用，尤其是在具有較大落差的斷裂層帶上，U型鋼架能夠充分發(fā)揮出自身的作用，起到強有力的支護(hù)作用。當(dāng)然，根據(jù)具體的情況，還可以選擇將錨桿和U型鋼架聯(lián)合起來使用，最大限度地使得傾斜角保持在45°左右。之后，以之前的操作為基礎(chǔ)，借助預(yù)緊結(jié)構(gòu)，保證加固作用，杜絕煤礦掘進(jìn)過程中出現(xiàn)頂石滑落等情況，使得煤礦掘進(jìn)過程中更加安全。

4. 復(fù)雜地質(zhì)條件下掘進(jìn)工程中的機械分析

由于煤礦在進(jìn)行掘進(jìn)的時候，會遇到復(fù)雜的地質(zhì)情況影響。因此，在選擇掘進(jìn)技術(shù)的時候一定要具體情況具體分析，選擇科學(xué)合理的掘進(jìn)技術(shù)，能夠最大限度的實現(xiàn)掘進(jìn)的目標(biāo)，保障現(xiàn)場作業(yè)人員的安全。在利用掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行煤礦開采的過程中，掘機和截齒的選擇也非常重要。

首先是掘機，衡量掘機是否滿足掘進(jìn)支護(hù)的要求時，可以從以下幾個方面進(jìn)行判斷。第一，根據(jù)巷道斷面的適用性進(jìn)行判斷；第二，根據(jù)切割功率的大小和強度進(jìn)行判斷；第三，是否考慮到運行的效率以及煤巖強度的高低；第四，考慮到綜掘進(jìn)機的配件供應(yīng)順暢和質(zhì)量問題。

其次，選擇截齒過程中，需要考慮到地方由現(xiàn)場的地質(zhì)情況以及地質(zhì)強度決定。截齒的選用一定要正確，否則將會影響煤礦掘進(jìn)的高效率運行，同時還會因為不合理的運行導(dǎo)致截齒出現(xiàn)傷痕或者磨損。所以，在選用截齒進(jìn)行煤礦掘進(jìn)的時候，需要考慮到如果巖石強度過大，尤其是大于截齒的強度時，一定不能強行掘進(jìn)，否則將會造成嚴(yán)重后果，除了影響掘進(jìn)工作之外，截齒的使用壽命也將大大減少，并且還將威脅到巷道的安全。

結(jié)語

復(fù)雜多變的地質(zhì)煤礦掘進(jìn)下，不可避免地將會遇見許多困難和問題，如果不利用合理的技術(shù)手段進(jìn)行處理，就會樣影響煤礦掘進(jìn)的進(jìn)行，從而影響正常的工作開展。因此，在復(fù)雜多變的煤礦地質(zhì)條件下，在進(jìn)行煤礦掘進(jìn)作業(yè)時，一定要具體情況具體分析，選取合適的掘進(jìn)技術(shù)，保證作業(yè)正常進(jìn)行，確保作業(yè)人員的生命安全。

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作者簡介：

郭長久，男，1984年12月出生 ，工程師， 2008年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院 采礦工程專業(yè) ?，F(xiàn)工作于龍煤鶴崗公司振興煤礦 ，主要從事礦井采掘技術(shù)工作和安全管理.