復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

宋玉山

摘 要： 隨著工業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦企業(yè)必須要采取有效措施來提高煤礦開采工作的質(zhì)量和效率，從而增加煤炭資源的開采深度與開采強(qiáng)度。一般情況下，煤礦的開采條件大部分是非常艱難并且開采環(huán)境十分復(fù)雜的，給煤礦的開采工作帶來極大的阻礙，地質(zhì)條件的復(fù)雜性也為煤礦企業(yè)的開采工作增加了難度，促使企業(yè)不得不提高開采技術(shù)。掘進(jìn)支護(hù)先進(jìn)技術(shù)的引入便成了煤炭開采工作中推動(dòng)企業(yè)發(fā)展的必不可少的必要舉措，這一措施也是根據(jù)時(shí)代潮流和提高煤礦開采工作效率的重要舉措，因此，以下便對煤礦企業(yè)所采取的技術(shù)措施等進(jìn)行深入的分析和探討，以便于更好的開展煤礦開采工作。

關(guān)鍵詞： 復(fù)雜地質(zhì);煤礦采掘;支護(hù)技術(shù)

【中圖分類號(hào)】X752 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.014

引言：煤炭企業(yè)，尤其是采煤工作，是事故高發(fā)、危險(xiǎn)性高的行業(yè)，在煤礦事故中除了瓦斯爆炸，以煤礦坍塌事故為最常見的煤礦事故。之所以會(huì)出現(xiàn)煤礦坍塌，主要是在掘進(jìn)過程中，隨著開采的不斷推進(jìn)，支護(hù)工作跟不上工程進(jìn)度，就有可能出現(xiàn)巷道塌陷，不僅制約了工程進(jìn)度，更是對工作人員的生命安全造成了極大的威脅，不僅危害企業(yè)的效益，還會(huì)影響企業(yè)的正常運(yùn)行和長期發(fā)展。

1 復(fù)雜地勢煤礦掘進(jìn)技術(shù)的難點(diǎn)

1.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化

我國許多的煤炭企業(yè)都存在礦井?dāng)?shù)量多、地質(zhì)情況復(fù)雜的現(xiàn)象，礦井中的實(shí)際施工情況與土質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、頂板巖石等都有關(guān)。許多因素會(huì)對煤層的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，使得支護(hù)工作變得更加復(fù)雜多變，提高了支護(hù)的工作量和工作難度。且隨著掘進(jìn)的不斷推進(jìn)，以及采煤深度的逐漸增加，礦井周邊的地質(zhì)環(huán)境容易受到破壞，進(jìn)而對施工的開展制造了新的難題。如果在巷道的斷面施工中不能提高斷面的利用率，會(huì)嚴(yán)重影響開采進(jìn)度和工作效率。斷面通常呈矩形結(jié)構(gòu)，如何利用好矩形結(jié)構(gòu)，合理運(yùn)用大型機(jī)械設(shè)備，從而保證安全、穩(wěn)定地開展掘進(jìn)作業(yè)，是掘進(jìn)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化存在很大的不確定性和不可預(yù)測性，沒有足夠的技術(shù)和能力對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)判，所以支護(hù)工作對礦井信息有著很強(qiáng)的依賴性，只能通過掌握和分析巷道的地質(zhì)信息，結(jié)合施工現(xiàn)狀開展支護(hù)工作。

1.2 前掘后修技術(shù)

在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，煤礦采掘支護(hù)仍存在一定問題，且前掘后袖施工難度較高，明顯地質(zhì)變化有：底板松軟、頂板松動(dòng)等，長此以往，極易導(dǎo)致巷道破碎，影響采掘巷道成型，施工進(jìn)度受到嚴(yán)重影響。并且，在煤炭采掘過程中，巷道頂板會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，巷道變形概率提升。因此，為保障采掘工程順利進(jìn)行，在煤炭采掘時(shí)，相應(yīng)的修補(bǔ)技術(shù)非常關(guān)鍵，有助于規(guī)避安全事故，保障工作人員自身安全。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

2.1 科學(xué)選擇機(jī)械設(shè)備

在開采煤礦時(shí)，機(jī)械設(shè)備的選擇往往會(huì)受到巷道掘進(jìn)長度因素的影響。在實(shí)際施工過程中，選擇普掘機(jī)與綜掘機(jī)的依據(jù)，一方面應(yīng)考慮到設(shè)備所具備的能力，另一方面則需要考慮掘進(jìn)巷道長度。在一般情況下，要是巷道掘進(jìn)長度低于300m通常使用普掘機(jī)即可，而綜掘機(jī)更適合使用在超過300m的掘進(jìn)施工。同樣也和選擇的施工工藝之間存在一定關(guān)系。假設(shè)施工條件相同，在巷道掘進(jìn)中應(yīng)用綜掘機(jī)能在一定程度上提高施工準(zhǔn)備效率，要是有關(guān)施工人員能夠合理選擇掘進(jìn)工藝，則可以讓綜掘機(jī)進(jìn)一步滿足實(shí)際施工需要。與此同時(shí)，在選擇與確定綜掘機(jī)型號(hào)時(shí)，工作人員在需要有效考慮現(xiàn)場的實(shí)際施工情況。因?yàn)槊簬r巷道長度、煤巖硬度等因素有所不同，所以綜掘機(jī)類型的選擇也應(yīng)具有一定的針對性，工作人員需要充分考慮這些因素，并以此為基礎(chǔ)選擇相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備。此外，截齒選擇也十分重要，如果截齒具有較高的耐磨度，在實(shí)際掘進(jìn)施工中會(huì)大大降低磨損程度，延長截齒應(yīng)用時(shí)間，由此能夠在保證施工進(jìn)度與質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少施工成本投入。但需要引起注意的是，要是地質(zhì)條件相對復(fù)雜或是煤巖硬度較大，若僅是憑借綜掘機(jī)能力是難以確保巷道順利進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)的。因此，為了保證施工進(jìn)度以及工作人員設(shè)備的安全，則需要在爆破處理之后再施工。

2.2 慎重挑選截齒

在特殊地質(zhì)環(huán)境下的煤礦資源采掘過程中，工程師必須根據(jù)實(shí)際施工情況慎重挑選截齒，在慎重挑選截齒及使用過程中必須注意以下兩點(diǎn)：其一，要科學(xué)分析截齒的耐磨強(qiáng)度，盡可能選購強(qiáng)度大的截齒，在大幅度提高采掘速率的基礎(chǔ)上，盡可能降低施工時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)約施工成本的目的。其二，在使用高強(qiáng)度截齒的情況下，需要考慮到采掘過程中遇到堅(jiān)硬的巖石且地勢情況復(fù)雜問題，負(fù)責(zé)采掘工作的人員不能強(qiáng)行使用機(jī)械化設(shè)備截割巖石，一旦強(qiáng)行使用機(jī)械設(shè)備就會(huì)導(dǎo)致剛度超過綜掘機(jī)的承受范圍，嚴(yán)重影響整體開采掘進(jìn)效率。

2.3 綜掘錨網(wǎng)支護(hù)過斷層技術(shù)的分析與探究

存在斷層情況的煤礦開采區(qū)在開采過程中，可以增強(qiáng)開采人員的施工難度和存在著更大的安全風(fēng)險(xiǎn)問題，斷層地質(zhì)會(huì)使得礦體的壓力存在著較大的波動(dòng)，從而威脅著煤礦開采工作的順利進(jìn)行和員工的人身安全，所以，對于斷層下移的煤礦開采區(qū)，相關(guān)工作人員可以采取后退臥底法的方式進(jìn)行加固穩(wěn)定處理，而且這一方法的使用具備著較小的影響，可以更好的支護(hù)圍巖整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，但是不可否認(rèn)的是，這一技術(shù)的使用難度會(huì)隨著向到高度的增加而增加且工程量十分浩大。相關(guān)工作人員可以采取直接割頂法來解決在兩米之內(nèi)的斷層高度的煤層下移的情況，在利用這一方法時(shí)，需要錨網(wǎng)索做好頂層支護(hù)工作減少安全隱患問題，這一方法的使用比上一種方法工程量更小并且更加簡便快捷，可以快速的投入使用并起到良好的支護(hù)作用，促使煤炭開采工作更加順利高效的進(jìn)行，但是，工作人員也要考慮到一些不利的影響因素，保證直接割頂法的應(yīng)用能夠發(fā)揮良好的效用。

2.4 運(yùn)用退后臥底技術(shù)

退后臥底技術(shù)適用于巖石層剛度和強(qiáng)度比較大的區(qū)域以及地勢結(jié)構(gòu)比較完整的、集中的區(qū)域，該技術(shù)的作用原理是分離并保持綜合掘進(jìn)機(jī)與斷層頂端最低位置的有效空間距離，以此來保證綜掘進(jìn)機(jī)有足夠的空間可以自由前進(jìn)后退，進(jìn)一步提高礦井場地采掘的穩(wěn)定性和安全性，滿足復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦資源采掘需求，加速煤礦資源開采速率。

結(jié)語：在我國煤礦建設(shè)過程中，煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)所占據(jù)的地位不容置疑，而且面對進(jìn)一步提高的煤礦開采難度，在復(fù)雜地質(zhì)情況下采取必要的支護(hù)技術(shù)十分重要，這樣不僅能提升開采效率，還可以避免安全事故。所以，要是煤礦開采在相對復(fù)雜的地質(zhì)條件進(jìn)行，應(yīng)提高對掘進(jìn)支護(hù)的重視，進(jìn)而確保操作人員的生命安全。

參考文獻(xiàn)

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