復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用解析

張春雷

（國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)麥垛山煤礦，銀川750004）

1 引言

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展過(guò)程中，各行各業(yè)都得到了快速發(fā)展，煤礦作為現(xiàn)代基礎(chǔ)能源，不論是自用還是外銷，都獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)地域廣袤，在煤礦行業(yè)遍地開(kāi)花的發(fā)展中，也遇到了一定問(wèn)題，復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境是其中較為重要的原因之一。復(fù)雜地質(zhì)條件下，進(jìn)行煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用較為復(fù)雜，對(duì)此進(jìn)行分析能夠?yàn)樾袠I(yè)發(fā)展提供借鑒。

2 煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

煤礦行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中有著高收益和高風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。在我國(guó)煤礦行業(yè)發(fā)展的最初階段，市場(chǎng)較為混亂，安全保障不足，有很多不規(guī)范作業(yè)現(xiàn)象，而最為重要的便是煤礦層往往在地下，挖掘中容易出現(xiàn)巷道坍塌，進(jìn)而導(dǎo)致煤礦生產(chǎn)作業(yè)中常發(fā)生安全事故。巷道是整體礦井地下最深的結(jié)構(gòu)，為了使地下作業(yè)人員的安全得到保證，需要有較好的排水及通風(fēng)功能。為此，在煤礦完成開(kāi)采后，需要盡快將煤炭運(yùn)輸出巷道。巷道作為運(yùn)輸主要通道，不僅需要保證運(yùn)輸?shù)男?，也要保證運(yùn)輸?shù)陌踩?，因此需要加?qiáng)巷道的安全性，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)效率、效益發(fā)展。雖然現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)得到了快速發(fā)展，但同時(shí)地表煤礦資源也在快速減少，煤礦深層化開(kāi)發(fā)是煤礦行業(yè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)。這也帶來(lái)了新的問(wèn)題，即深層挖掘難度提升，最為重要的是巷道整體安全性及穩(wěn)定性會(huì)受到負(fù)面影響。為了使巷道安全性得到保障，就需要不斷提升掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)水平，選擇合適的技術(shù)措施，為整體煤礦發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。在現(xiàn)階段中，煤礦應(yīng)用最為廣泛的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)為錨桿支護(hù)，具有良好的應(yīng)用效果，極大提升巷道強(qiáng)度，使巷道安全性得到保障。但實(shí)際施工中，也需要根據(jù)實(shí)際狀況選用合理的支護(hù)技術(shù)，保證安全的前提下提升經(jīng)濟(jì)效益。

3 在復(fù)雜地質(zhì)條件下使用煤礦支護(hù)技術(shù)的注意事項(xiàng)

3.1 在工作中使用恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備進(jìn)行煤礦的掘進(jìn)

在較為復(fù)雜的地質(zhì)條件中怎樣使用煤礦支護(hù)技術(shù)是一個(gè)非常重要的事情，對(duì)于那些普通的綜合挖煤機(jī)以及普通挖煤機(jī)來(lái)說(shuō)，有一個(gè)臨界值那就是礦區(qū)的巷道長(zhǎng)度。按照國(guó)家以及行業(yè)的相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際的工作過(guò)程中，如果工作時(shí)候的巷道長(zhǎng)度大于300m，工作人員就會(huì)采用綜合挖煤機(jī)，而如果小于300m則會(huì)選擇使用普通挖煤機(jī)，換句話說(shuō)，相關(guān)工作人員會(huì)根據(jù)實(shí)際施工情況來(lái)選擇不同的煤礦掘進(jìn)機(jī)器，并在此基礎(chǔ)上采用相應(yīng)的工藝技術(shù)，這樣的操作方式能夠在極大程度上提升施工的效率以及質(zhì)量。除此之外，還能夠在一定程度上將機(jī)器設(shè)備的作用有效發(fā)揮出來(lái)【1】。

3.2 使用恰當(dāng)?shù)呐R時(shí)支護(hù)設(shè)備進(jìn)行煤礦的掘進(jìn)

對(duì)于煤礦的掘進(jìn)工作來(lái)說(shuō)，由于煤礦本身就具有一定的危險(xiǎn)性，所以煤礦的掘進(jìn)工作也具有極大的危險(xiǎn)性，而在地形較為復(fù)雜的工作環(huán)境中進(jìn)行工作更是十分危險(xiǎn)，所以，在這種工作環(huán)境下，選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)拿旱V掘進(jìn)臨時(shí)支護(hù)設(shè)備能夠在極大程度上保障工作人員的安全以及工作效率。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)：當(dāng)工作人員使用綜掘機(jī)液壓系統(tǒng)時(shí)，一定要進(jìn)行全面的考慮，對(duì)綜掘機(jī)是否適合工作環(huán)境、相關(guān)的使用要求以及性能等信息進(jìn)行全面的了解。在實(shí)際的工作過(guò)程中，施工人員為了能夠有效地保障自身的施工安全以及穩(wěn)定性，大多會(huì)在使用臨時(shí)支護(hù)設(shè)備的同時(shí)，使用綜掘機(jī)自身所帶有的液壓鎖進(jìn)行加強(qiáng)，從而確保工作的安全以及效率。

4 復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

4.1 復(fù)雜條件下穿越斷層錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

4.1.1 直接坡頂法

運(yùn)用該方法的過(guò)程中，利用掘進(jìn)機(jī)對(duì)頂部直接沖擊，針對(duì)巷道頂部斷層實(shí)施爆破。頂板圍巖中穩(wěn)定性良好的可予以留下，并使用錨網(wǎng)索對(duì)其進(jìn)行固定。頂板巖石的硬度在5以下，或落差在2cm以上，就說(shuō)明該巖石脆性高且較為軟弱。因此，在支護(hù)中要對(duì)其進(jìn)行處理，避免后續(xù)因巖石破碎發(fā)生安全事故。直接坡頂法適用于煤礦掘進(jìn)施工中存在高差的情況。

4.1.2 后退臥底法

煤礦掘進(jìn)施工過(guò)程中，巷道斷層下落的現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，可以選擇后退臥底法進(jìn)行處理。掘進(jìn)設(shè)備在使用中，坡度較要求坡度更高的情況下，可以先進(jìn)行巷道臥底構(gòu)建，以此使整體坡度更低，能夠便于掘進(jìn)設(shè)備的使用。在掘進(jìn)施工中，通過(guò)后退臥底法的應(yīng)用，能夠使施工達(dá)成相應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 起坡臥底和頂煤放炮技術(shù)

部分地區(qū)在進(jìn)行煤礦開(kāi)采作業(yè)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)斷層現(xiàn)象，因?yàn)槊簩訖C(jī)構(gòu)持續(xù)向上移動(dòng)，使巷道開(kāi)采作業(yè)人員安全受到威脅。因此，為了保證人員安全、提升作業(yè)效率，可以通過(guò)頂煤放炮爆破+起坡臥底的方法，以此使掘進(jìn)作業(yè)順利推進(jìn)。該施工方法的應(yīng)用中，若是巷道斷層為0.7m以下，同時(shí)水平坡度不大于12°的情況下，可以選擇堤坡臥底的施工方式來(lái)進(jìn)行施工。在斷層高差超過(guò)12m的情況下，可以通過(guò)點(diǎn)小炮爆破的方式來(lái)處理斷層問(wèn)題。煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，可以通過(guò)兩種作業(yè)方式結(jié)合來(lái)使得巷道安全性得到保障。此外，斷層在完成揭露后，人員需要使用錨索支護(hù)來(lái)進(jìn)行斷層保護(hù)。巷道支護(hù)完成后仍然存在斷層結(jié)構(gòu)，且在4m以下時(shí)可使用掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)。

4.3 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)簡(jiǎn)析

為了最大限度地提高煤礦掘進(jìn)作業(yè)的有效性，在采取必要的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)以外，還需結(jié)合實(shí)際需求的變化，就綜掘機(jī)的選型以及截齒的選擇等予以細(xì)化研究。首先綜掘機(jī)的選型對(duì)于煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的有效性有著直接的關(guān)聯(lián)。在選取的過(guò)程中應(yīng)該從以下幾個(gè)角度進(jìn)行權(quán)衡。分別是巷道截面的適用性、切割強(qiáng)度的大小、切割功率的高低、運(yùn)行效率的高低、煤巖強(qiáng)度的高低以及配件的供應(yīng)質(zhì)量。在對(duì)這些因素綜合考量基礎(chǔ)上，最終選擇出最為適宜的綜掘機(jī)機(jī)型。除此之外，截齒的選擇需滿足綜掘機(jī)對(duì)于截齒耐磨性的實(shí)際需求。高強(qiáng)度的截齒有助于提高掘進(jìn)的截割速度，還可有效地降低截齒的磨損。值得一提的是，如果截齒的選擇不合理，出現(xiàn)了巖石硬度高于綜掘機(jī)截齒切割能力的情況時(shí)，不應(yīng)該操縱綜掘機(jī)設(shè)備進(jìn)行繼續(xù)截割作業(yè)。應(yīng)立即停止作業(yè)并檢查設(shè)備的損耗情況，同時(shí)選取爆破作業(yè)的方式進(jìn)行后續(xù)工作的開(kāi)展。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代發(fā)展無(wú)法與能源的利用相分離，也正是因?yàn)槟茉蠢眉夹g(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代生產(chǎn)、生活才會(huì)較以往傳統(tǒng)生活生產(chǎn)有翻天覆地的變化。目前，廣泛應(yīng)用的能源是電力，通過(guò)各類能源的轉(zhuǎn)換使其成為電力，進(jìn)而在生產(chǎn)生活中應(yīng)用。煤炭是一次性能源，在工業(yè)高速發(fā)展的過(guò)程中，煤炭的使用是難以計(jì)數(shù)的，而隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，能源使用結(jié)構(gòu)開(kāi)始有所改變，煤炭的使用逐年下降。這種改變不僅是現(xiàn)代清潔型能源快速發(fā)展，同時(shí)也是煤炭能源開(kāi)發(fā)能力下降的表現(xiàn)。本文對(duì)現(xiàn)代煤礦復(fù)雜地質(zhì)條件地下掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，能夠?yàn)楝F(xiàn)代煤礦發(fā)展提供借鑒。