復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

（冀中能源股份有限公司邯鄲郭二莊礦，河北 邯鄲 056303）

煤礦開(kāi)采掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的運(yùn)用需要把握當(dāng)?shù)氐膹?fù)雜地質(zhì)條件，還要重視復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境對(duì)掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的影響，并且有效地改進(jìn)好相關(guān)的施工開(kāi)采技術(shù)，有效地運(yùn)用好掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，進(jìn)一步保障煤礦資源開(kāi)采與掘進(jìn)工作的順利進(jìn)行。

一、復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦巷道掘進(jìn)面臨的困難和挑戰(zhàn)

（一）巷道頂?shù)装迕媾R重壓

在煤礦巷道掘進(jìn)期間，巷道頂部頂?shù)装灞旧頃?huì)承受著不同方向產(chǎn)生的應(yīng)力，同時(shí)受制于環(huán)境和技術(shù)條件的限制，頂?shù)装宄尸F(xiàn)比較大的松散狀態(tài)，導(dǎo)致整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)完善性和支撐性都較差。如果此時(shí)掘進(jìn)區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，巷道底頂板會(huì)面臨著重壓及多方面不均勻受力，導(dǎo)致整體穩(wěn)定性能降低。

（二）相關(guān)設(shè)備影響較大

在大多數(shù)煤礦地下巷道掘進(jìn)期間，會(huì)用到大量大功率設(shè)備，即使在目前相關(guān)設(shè)備技術(shù)比較科學(xué)成熟的情況下，部分煤礦受制于技術(shù)條件和科學(xué)意識(shí)影響，仍然采用老式設(shè)備和方法進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。而這些設(shè)備一個(gè)非常大的特點(diǎn)就是作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的物理振動(dòng)很明顯，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的環(huán)境下，這些直接或間接產(chǎn)生的振動(dòng)都容易造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)崩壞，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重安全事故。

（三）施工方案缺乏整體把控

在一些煤礦巷道掘進(jìn)施工時(shí)，沒(méi)有針對(duì)具體地質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行全面考察，導(dǎo)致沒(méi)有形成一個(gè)具有前瞻性和整體性的掘進(jìn)施工管理方案。很多時(shí)候，在巷道掘進(jìn)時(shí)都是按照大致方向進(jìn)行施工，在出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題時(shí)再進(jìn)行補(bǔ)救，導(dǎo)致最終完成的工程整體性和安全性都很差。更重要的是，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，如果在支護(hù)結(jié)構(gòu)搭建方面缺乏綜合性，容易導(dǎo)致在后續(xù)施工時(shí)發(fā)現(xiàn)已完成的支護(hù)結(jié)構(gòu)支撐狀況出現(xiàn)了變化，不得不及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。

二、運(yùn)用煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)時(shí)的相關(guān)要求

（一）有效地運(yùn)用綜掘機(jī)的配套系統(tǒng)

煤礦工程企業(yè)在開(kāi)展掘進(jìn)施工工作的時(shí)候會(huì)運(yùn)用到一些綜掘機(jī)裝置，但是施工技術(shù)人員在使用綜掘機(jī)裝置的時(shí)候存在一些系統(tǒng)故障問(wèn)題，所以施工技術(shù)人員應(yīng)該提前做好預(yù)估與防控措施，并且將建立全面有效的系統(tǒng)監(jiān)控體制，從而更好地處理系統(tǒng)故障問(wèn)題。對(duì)于井下一些拐彎皮帶運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)用，可以適當(dāng)?shù)夭捎瞄L(zhǎng)距離和大角度的掘進(jìn)技術(shù)，也可以通過(guò)多次小角度調(diào)向的挖掘方法加以輔助。

（二）科學(xué)選擇有關(guān)機(jī)械設(shè)備

煤礦企業(yè)在開(kāi)展煤礦開(kāi)采工作時(shí)，應(yīng)該科學(xué)合理地選擇巷道的掘進(jìn)長(zhǎng)度以及相關(guān)機(jī)械設(shè)備，而且機(jī)械設(shè)備的規(guī)格型號(hào)具有重要意義。施工技術(shù)人員在開(kāi)展施工工作時(shí)要結(jié)合不同機(jī)械設(shè)備的性能以及實(shí)際施工的情況，有效地選擇常規(guī)掘機(jī)或是綜掘機(jī)裝置。

（三）選擇合理的截齒

煤礦開(kāi)采企業(yè)在運(yùn)用煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)時(shí)要合理地選擇掘進(jìn)機(jī)設(shè)備截齒，并且重點(diǎn)判定和考察截齒的耐磨程度，如果耐磨程度較高，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的截齒適用性較強(qiáng)。而那些耐磨程度較高的截齒運(yùn)用于巷道掘進(jìn)作業(yè)的時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)較大的磨損現(xiàn)象，其使用的時(shí)長(zhǎng)也會(huì)更加久遠(yuǎn)。通過(guò)對(duì)截齒的合理選擇能夠進(jìn)一步保證施工的安全，還可以有效地控制施工開(kāi)采成本。一些地質(zhì)條件比較復(fù)雜點(diǎn)的地區(qū)或巖石硬度較大的地區(qū)，使用綜據(jù)機(jī)裝置不利于巷道掘進(jìn)工作的開(kāi)展，故施工工作人員可以通過(guò)爆破方法來(lái)完成相應(yīng)的施工作業(yè)，避免延遲和耽誤了施工周期。

三、復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）直接破頂技術(shù)的應(yīng)用

直接破頂技術(shù)是一種針對(duì)頂板存在斷層的現(xiàn)象進(jìn)行化解的支護(hù)技術(shù)。若技術(shù)人員在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)工作中發(fā)現(xiàn)頂板有較大的斷層，巖石硬度<5，落差距離<2m，則說(shuō)明這一段頂板很有可能在掘進(jìn)和支護(hù)過(guò)程中形成破碎，導(dǎo)致出現(xiàn)冒頂?shù)那闆r，導(dǎo)致巷道內(nèi)的險(xiǎn)情。面對(duì)這樣復(fù)雜的巷道地質(zhì)條件，建議技術(shù)人員直接用掘進(jìn)設(shè)備將斷層的頂部破除掉，將存在危險(xiǎn)的斷層排除在掘進(jìn)范圍內(nèi)，從而保留較好的掘進(jìn)和支護(hù)環(huán)境。在直接破頂技術(shù)應(yīng)用的情況下，錨網(wǎng)索是比較好的支護(hù)設(shè)備，能夠起到應(yīng)有的支護(hù)作用。

（二）退后臥底技術(shù)的應(yīng)用

退后臥底技術(shù)是煤礦開(kāi)采巷道掘進(jìn)施工中的常見(jiàn)支護(hù)技術(shù)，一般用于頂板之間絕對(duì)落差<2.5m、結(jié)構(gòu)完整、圍巖穩(wěn)定性良好的巷道掘進(jìn)之中。退后臥底技術(shù)的應(yīng)用主要針對(duì)巷道的圍巖，在進(jìn)行支護(hù)工作的同時(shí)，需要掘進(jìn)設(shè)備先退后、后臥底，這樣情況下進(jìn)行的掘進(jìn)施工，能夠有效保證巷道圍巖的穩(wěn)定性，保證巷道掘進(jìn)的質(zhì)量和安全。

（三）錨桿臨時(shí)支護(hù)加U 型鋼架技術(shù)的應(yīng)用

錨桿臨時(shí)支護(hù)加U 型鋼架技術(shù)是一種針對(duì)巷道內(nèi)出現(xiàn)較大斷層、不便于進(jìn)行直接破頂、又要防止頂板和圍巖破碎時(shí)使用的支護(hù)技術(shù)。技術(shù)人員需要利用U 型鋼架、錨桿組成臨時(shí)的超前支護(hù)，為掘進(jìn)設(shè)備的掘進(jìn)創(chuàng)造比較穩(wěn)定的巷道環(huán)境，保證掘進(jìn)施工的效率和安全。在錨桿臨時(shí)支護(hù)加U 型鋼架技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，技術(shù)人員需要注意錨桿的傾斜角度和錨桿之間的距離，做好這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的控制工作，保證煤礦開(kāi)采掘進(jìn)環(huán)境的安全和穩(wěn)定。

（四）混凝土永久型支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

混凝土是建筑施工中常用的建筑材料，凝固后形成的混凝土構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定性都非常優(yōu)秀。目前，以混凝土為材料制作的永久支護(hù)體系已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于巷道支護(hù)工作中，有效提升了地質(zhì)條件復(fù)雜情況下煤礦掘進(jìn)支護(hù)的質(zhì)量。在混凝土永久型支護(hù)結(jié)構(gòu)施工前，技術(shù)人員需要先用質(zhì)量過(guò)關(guān)的錨桿搭設(shè)成支護(hù)結(jié)構(gòu)，一方面為混凝土的噴射位置定位，另一方面錨桿、錨網(wǎng)將代替常規(guī)的鋼筋與混凝土一起形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)

巷道掘進(jìn)作為煤礦開(kāi)采生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的重要工作，任何細(xì)節(jié)的不嚴(yán)謹(jǐn)、不科學(xué)，都會(huì)影響整體質(zhì)量和安全。因此針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行深入研究，尤其是做好相關(guān)條件下的巷道支護(hù)工作，非常有必要。