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

秦顯賓 王謙

摘要：目前，我國煤礦行業(yè)發(fā)展迅速。為了解決復(fù)雜地形條件下巷道支護工作量大、效率低、安全性差的難題，提出了一種新的煤礦井下掘進支護技術(shù)，其采用了錨桿+錨索+錨網(wǎng)聯(lián)合支護及“二合一”的方案，實現(xiàn)了復(fù)雜地形條件下煤礦掘進支護安全性的提升，根據(jù)實際應(yīng)用表明新的掘進支護方案能將井下支護效率提升22.6%，將巷道圍巖變形量降低76.2%，顯著提升巷道掘進效率和安全性。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件;煤礦掘進;支護技術(shù);分析

引言

當前很多煤礦開采深度已經(jīng)越來越深，淺部已經(jīng)沒有足夠的煤炭資源，在煤礦深部開采過程中，對煤礦掘進提出了較高的要求，特別是在深部“三高一擾動”的影響下，煤礦掘進支護表現(xiàn)出與傳統(tǒng)較大的不同，因此，對復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護技術(shù)進行分析有著較為重要的意義。

1煤礦掘進支護技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國煤礦行業(yè)發(fā)展的最初階段，市場較為混亂，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功能。為此，在煤礦完成開采后，需要盡快將煤炭運輸出巷道。巷道作為運輸主要通道，不僅需要保證運輸?shù)男剩惨ＷC運輸?shù)陌踩?，因此需要加強巷道的安全性，促進煤礦生產(chǎn)效率、效益發(fā)展。雖然現(xiàn)代科學技術(shù)得到了快速發(fā)展，但同時地表煤礦資源也在快速減少，煤礦深層化開發(fā)是煤礦行業(yè)明顯的發(fā)展趨勢。這也帶來了新的問題，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)定性會受到負面影響。為了使巷道安全性得到保障，就需要不斷提升掘進支護技術(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)用最為廣泛的掘進支護技術(shù)為錨桿支護，具有良好的應(yīng)用效果，極大提升巷道強度，使巷道安全性得到保障。但實際施工中，也需要根據(jù)實際狀況選用合理的支護技術(shù)，保證安全的前提下提升經(jīng)濟效益。

2復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進支護技術(shù)應(yīng)用

2.1選擇使用U型鋼加強掘進工作面臨時支護

從掘進巷道的支護來看，復(fù)雜地質(zhì)條件下經(jīng)常會出現(xiàn)各種類型的斷層問題，若斷層的落差相對較大時，因為在斷層區(qū)域內(nèi)圍巖整體受到了較大的摩擦與擠壓，巖性整體已經(jīng)非常破碎，在進行掘進施工時，需要采用臨時支護的方式對巷道進行強化。從掘進支護實踐來看，臨時支護應(yīng)當選擇使用U型鋼協(xié)同錨桿支護的方式，可取得較好的支護效果。在具體實施時，還需要充分結(jié)合錨桿、錨索等臨時性支護措施，對圍巖開展深層加固。特別是在深部復(fù)雜環(huán)境下，很多區(qū)域的圍巖已經(jīng)表現(xiàn)出分層破壞的特點，這就導(dǎo)致若仍舊采用傳統(tǒng)的單一支護方式，不能實現(xiàn)對掘進支護的較好保證，需要及時采取相關(guān)的措施進行支護強化，形成復(fù)合型支護結(jié)構(gòu)。

2.2直接破頂法

在斷層區(qū)域采煤過程中，開采難度相對較大，該區(qū)域往往會出現(xiàn)各種難以預(yù)料的情況，地質(zhì)條件不穩(wěn)定。特別是開采過程中，如果進入了煤層的地質(zhì)松散層，無法保證開采工作的有效進行。為了確保斷層區(qū)域煤層開采的安全性，通常使用直接破頂法來完成之后，直接破頂法指的主要是通過掘進機直接破除頂部的松軟地質(zhì)層，只余下堅固的頂板巖，通過進行支護。需要關(guān)注的問題在于如果頂板巖的落差在兩米以下，巖石硬度系數(shù)超過5時，往往無法有效地完成支護，很容易導(dǎo)致頂板破碎等情況出現(xiàn)。與此同時在坡度較大的條件下，也可以將直接破頂法的作用充分發(fā)揮出來，保證掘進工作的有效進行。

2.3錨桿支護技術(shù)

錨桿支護技術(shù)作為礦井施工期間應(yīng)用比較頻繁的支護工藝，因為施工條件比較繁瑣，個別礦井在施工期間可能會出現(xiàn)大落差的斷層。因為斷層表面損壞程度較大，所以斷層的穩(wěn)固性能會降低，導(dǎo)致斷層表面時常出現(xiàn)異常，影響了巷道開采工作的正常開展。一般條件下，針對此種情況進行掘進期間能夠應(yīng)用錨桿支護技術(shù)，進而保證巷道施工的正常開展。

3提高掘進技術(shù)效率的具體措施

3.1掘進技術(shù)更加機械化、智能化

現(xiàn)在我國的高新技術(shù)正在發(fā)生積極發(fā)展，很多先進的技術(shù)被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，煤礦企業(yè)也不例外，煤礦企業(yè)研發(fā)的掘進技術(shù)已經(jīng)處于時代前沿，朝著更加機械化和智能化的方向快速發(fā)展。對于我們國家來說，應(yīng)該不斷發(fā)展本國經(jīng)濟建設(shè)，鼓勵煤礦企業(yè)開發(fā)更多更先進的掘進技術(shù)，促進掘進工作的順利進行，提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。煤礦企業(yè)應(yīng)該制定詳細的技術(shù)發(fā)展計劃，不斷學習先進的管理經(jīng)驗和高新技術(shù)，把計算機技術(shù)和遠程監(jiān)控很好的運用到企業(yè)的掘進工作中，尤其是計算機的智能化優(yōu)勢，努力創(chuàng)新更多的先進掘進設(shè)備，使設(shè)備能夠廣泛應(yīng)用于所有的煤礦，保證企業(yè)的順利開展，提高工作效率。

3.2注重完善煤礦掘進支護體制機制

針對當前煤礦掘進支護中出現(xiàn)的各種類型問題，全面對復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護體制機制的完善非常關(guān)鍵。在具體實施中，注重對當前的短板問題進行梳理，找出其中的風險點，并進行針對性的完善，特別是對風險責任制進行完善，推動掘進支護安全管理責任落地落實。此外，注重將好的做法經(jīng)驗從體制的角度進行落實，更好完善相關(guān)的制度規(guī)定。

3.3引入新型錨護一體化技術(shù)

在我國煤礦掘進技術(shù)的發(fā)展過程中，半煤巖掘進技術(shù)會在多數(shù)巷道中普及，普及率高達60%以上。若是采用傳統(tǒng)的人工打錨桿技術(shù)模式不能充分迎合現(xiàn)代支護技術(shù)的發(fā)展方向，這種技術(shù)手段較為滯后。由于錨桿支護技術(shù)要借助于各種輔助的工序和設(shè)備，因此施工效率較低，勞動強度大?，F(xiàn)代新型掘錨一體化技術(shù)的引入，極大地提升了掘進支護作業(yè)的效率。該技術(shù)將掘進割煤技術(shù)和錨桿支護技術(shù)進行了有效的融合，可以充分展開割煤和支護施工的平行作業(yè)，極大地減少了支護時間，提升了支護效率。集新型錨桿與支護于一身的多功能設(shè)備可以將錨護結(jié)構(gòu)在行走部件的兩側(cè)進行固定。并可以充分利用錨桿機和掘進機的合力作用，將錨桿機和支護機械向掘進機的前部進行順利的運送。在這種情況下，煤礦機械設(shè)備可以在掘進作業(yè)中完成不同方向以及不同視角的錨桿作業(yè)。新型的煤礦掘進技術(shù)相較于傳統(tǒng)的人工臨時支護技術(shù)更加優(yōu)越，在實際的作業(yè)過程中可以被充分應(yīng)用到矩形和梯形的巷道內(nèi)部，綜合的掘進的效率在逐步提升。

結(jié)語

現(xiàn)代發(fā)展無法與能源的利用相分離，也正是因為能源利用技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代生產(chǎn)、生活才會較以往傳統(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，通過各類能源的轉(zhuǎn)換使其成為電力，進而在生產(chǎn)生活中應(yīng)用。煤炭是一次性能源，在工業(yè)高速發(fā)展的過程中，煤炭的使用是難以計數(shù)的，而隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，能源使用結(jié)構(gòu)開始有所改變，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，同時也是煤炭能源開發(fā)能力下降的表現(xiàn)。本文對現(xiàn)代煤礦復(fù)雜地質(zhì)條件地下掘進支護技術(shù)的應(yīng)用進行研究，能夠為現(xiàn)代煤礦發(fā)展提供借鑒。

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