復(fù)雜地質(zhì)條件下的礦井掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用探究

喬俊可，孫東強

（平煤股份十二礦，河南 平頂山 467200）

在礦產(chǎn)的開采項目過程中，需要由技術(shù)人員針對開采項目需求做好深度的分析，并建立完善的監(jiān)管制度。結(jié)合實際項目的推進(jìn)狀況，并不斷完善相應(yīng)管理制度，來提高整個開采項目的整體經(jīng)濟效益水平。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件對掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的影響

在實際的施工中，影響煤礦開采作業(yè)的因素很多，而且在開采期間也會出現(xiàn)許多的斷層的因素，這些因素會直接對整個施工會造成一定的阻礙和制約，會影響到工程進(jìn)度。如果整個礦產(chǎn)的開采期間，外部環(huán)境不夠穩(wěn)定，那么就有可能造成礦井坍塌。此外，在一些礦井中，應(yīng)用的礦井掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，還可能會存在著觸碰到礦井軟型的巖石區(qū)域，這樣就會使煤礦的采煤掘進(jìn)技術(shù)難以應(yīng)用，而且會對整個礦井的安全和穩(wěn)定帶來不良的影響。因此，就需要得到相關(guān)工作人員的重視，并涉及相應(yīng)的管理機制，保證礦產(chǎn)開發(fā)開采過程更加安全，時效性更強。

1.1 地質(zhì)變化對掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的影響分析

在礦場的開采項目過程中，要應(yīng)用礦井的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，要有相關(guān)的技術(shù)人員提出一定的建議，這樣才能夠使該技術(shù)在實際的生產(chǎn)作業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用，提高整個項目推進(jìn)的質(zhì)量水平。但是由于實際的地理地形條件比較復(fù)雜，會遇到一些突發(fā)性的問題，會影響到原本的生產(chǎn)計劃，最嚴(yán)重的影響因素就是地質(zhì)斷裂，復(fù)雜的地質(zhì)狀況會使礦井內(nèi)產(chǎn)生更多的問題，而這也會產(chǎn)生大面積的斷層結(jié)構(gòu)。在礦井開采需要使用一定的應(yīng)急措施，如果礦井周圍的地質(zhì)產(chǎn)生變化，那么就會對開采造成不良影響，因而礦區(qū)開發(fā)公司要注意整個礦的掘進(jìn)的質(zhì)量，遵循著由內(nèi)到外的原則，去由淺到深進(jìn)行掘進(jìn)。但是整個掘進(jìn)過程對施工人員來講難度比較高，因而就要施工中人員嚴(yán)格遵守相應(yīng)的管理規(guī)定。

1.2 礦井道路對掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的影響

礦井開發(fā)公司在挖掘礦井時，要實行必要的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，另外還要考慮礦產(chǎn)開采周圍的環(huán)境，對整個礦井內(nèi)部作用力做好重點的研究。在礦產(chǎn)開挖時，應(yīng)用的支護(hù)技術(shù)，會受到外部作用力，使礦井內(nèi)部的部分巷道避免出現(xiàn)變形，其中比較明顯就是煤礦礦井內(nèi)部頂部的和底板，就會出現(xiàn)一些收縮的問題，這樣會造成礦井巷道不夠規(guī)則。另外，也會使整個礦井掘進(jìn)陷入比較困難的狀態(tài)，此時技術(shù)人員需要與工程人員共同去證實問題、研究問題，分析礦井掘進(jìn)時面臨的各類主要因素，要避免其變得更加困難。另外，還要對一些礦井的寬度做好必要的標(biāo)注，以此才可使掘進(jìn)技術(shù)得到充分的應(yīng)用。對于造成工程施工制約的隔離條件做好及時處理，這樣才能夠使礦機的采煤質(zhì)量和效率得到有力的保障。

1.3 設(shè)備陳舊，對掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的影響

要想確保整個項目開采質(zhì)量效率達(dá)標(biāo)，需要選擇合適的掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備，設(shè)備都要符合技術(shù)要求，另外還要不斷對設(shè)備優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，而且還要對設(shè)備的配置做好優(yōu)化，提高設(shè)備運行效率，使整個設(shè)備的性能都能夠有效的改進(jìn)，確保工作能夠順利的推行。技術(shù)人員在選擇設(shè)備時，要以專業(yè)的角度，針對不同開采作業(yè)的環(huán)境，要采購與其相適應(yīng)的設(shè)備，提高整個礦井掘進(jìn)團隊的整體水平，這樣才能夠在問題處理方面有更大的改進(jìn)，而且也能夠使礦井設(shè)備處理水平得到極大的提升，保證煤礦開的項目的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在選取設(shè)備時，要實現(xiàn)工程人員對礦井有更多了解，才能夠選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備。另外，要將這些設(shè)備選好之后，組織人員開展設(shè)備的應(yīng)用使用計劃，確定嚴(yán)格的開采項目的流程和要求，在實際的施工中要使其能夠有序的推進(jìn)。

2 掘進(jìn)的地質(zhì)條件

在礦場的開采期間，地質(zhì)條件對安全礦井實際的影響比較大，技術(shù)人員對礦井的穩(wěn)定做好綜合的測評，要去了解目前地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜度狀況，地質(zhì)的復(fù)雜度包含了大中型的斷層巖漿侵入、褶皺等各種因素。其中根據(jù)礦產(chǎn)的穩(wěn)定性要結(jié)合礦層的厚度變化來確定，可以分為薄層、中厚層。

2.1 褶皺

在礦井的開采期間出現(xiàn)的褶皺頻率比較高，可以將礦區(qū)分為4類井田。其中第1類的井田就是起伏比較少，而且對煤礦礦產(chǎn)的開采沒有太大的影響，第2類井田有少量的褶皺，但是對采礦區(qū)的整體規(guī)劃影響不大，第3類是煤層的褶皺變化比較大，而且會出現(xiàn)一些緊密的褶皺，對采取的劃分也影響比較大。第4類，褶皺較多，會影響到日常的礦產(chǎn)開采。

2.2 水文地質(zhì)條件

煤礦開采區(qū)域內(nèi)部的水文地質(zhì)條件對煤層采區(qū)的劃分也有很大的影響，按照侵蝕和堆積等地質(zhì)形成的作用可以劃分為4類。一層是裸露在外表，要以侵蝕的基準(zhǔn)面為主，對于一些水層中包含了潛水上層水，帶有壓或者無壓的淺水層，在線路的掘進(jìn)期間，這些淺水能夠通過排水溝，來自行的流放排出，但是也會受到外界大氣降水的影響。在基準(zhǔn)面之下，煤層采區(qū)內(nèi)部沖水，含有潛水上層的水以及中間的無壓層的接水，其中基準(zhǔn)面上的水多為一些無壓水基準(zhǔn)面支起來后也會有一定的壓力。在排水時可以用一些機械的排水和自流排水的方式，巷道內(nèi)的涌水量會隨著季節(jié)的變化而產(chǎn)生較大的變化，在巖層水涌出等條件情況下，對礦產(chǎn)的開采也會有較大的影響。大多數(shù)是在基準(zhǔn)面之下，而且深度會小于500m。煤層會全部采用深埋侵蝕基準(zhǔn)面500m之下，而且一些礦產(chǎn)地層支架有極厚的巖層和松散的延長覆蓋，沖水槽會吸水以及砂巖的吸水。熔巖基本沒有發(fā)育形成，而且礦井掘進(jìn)頂板的水壓比較高，會影響到煤層的挖掘[1]。

3 關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 科學(xué)合理選擇機械設(shè)備

在實際的巷道掘進(jìn)施工作業(yè)中，巷道決定深度的設(shè)備類型，因而工作人員需要重點考慮該設(shè)備的因素，根據(jù)巷掘進(jìn)的長度，來選擇其他的設(shè)備型號，以及根據(jù)巷道的高低來選擇特種設(shè)備，普通的掘進(jìn)機往往適用于300m以內(nèi)的巷道，而對于300m以上的巷道，則就需要使用大型的掘進(jìn)機那種特種設(shè)備來施工，這樣使用掘進(jìn)機施工會提升。減少施工準(zhǔn)備時間，而且使用的這項掘進(jìn)工藝能夠符合相應(yīng)的施工條件，所以相關(guān)的職工還需要根據(jù)下面施工情況來具體對待，進(jìn)行深入的分析，仔細(xì)研究項目施工過程中存在的各類狀況，靈活地選用哪一種機械設(shè)備。在各種條件下，要綜合地選擇最經(jīng)濟的類型，例如，施工的長度以及巖石的硬度和斷面的特點來合理的選擇。

3.2 選擇合適的截齒

對于礦井的決定工作來講，科學(xué)的選擇決齒對施工也比較關(guān)鍵，要選擇哪些耐磨度比較高的結(jié)果。而且是截齒強度高，在施工中才能夠減少磨損，為工程公司縮減施工費用，來進(jìn)一步提高工程的施工進(jìn)度，而且保證工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在一些復(fù)雜的地質(zhì)條件下，巖石的硬度相對較高，而且掘進(jìn)設(shè)備也不能夠滿足設(shè)計工作的需要，及時要確保設(shè)備質(zhì)量安全，可以使用爆破處理方式來防止應(yīng)用機械地進(jìn)行切割巖石。

3.3 掘進(jìn)機的開門施工技術(shù)

實際的巷道掘進(jìn)施工中，會面臨許多技術(shù)問題，為了能夠科學(xué)地處理好這種問題，要對現(xiàn)有的掘進(jìn)技術(shù)做好創(chuàng)新，另外要組織開展開門技術(shù)的應(yīng)用，最大限度地去降低操作過程中所遇到的各類阻礙。在掘進(jìn)期間要盡量的去不應(yīng)用爆破方式，在掘進(jìn)時要設(shè)備的運輸量，能夠處于在4噸左右，兩者的高度差需要控制在100m之內(nèi)。此外，在實際的施工中，還要科學(xué)的選擇爆破的空間，才能夠為后期的工作而奠定基礎(chǔ)[2]。

3.4 綜掘機配套系統(tǒng)

在后期巷道挖掘施工時，會遇到許多系統(tǒng)運行的管理難題，為了能夠處理這些問題，就需要在施工的前期選定合理的設(shè)備。例如在彎道區(qū)域就可以運用彎道的皮帶機來輸送，選擇那些大角度距離較長的設(shè)備來施工，而且能夠有效改進(jìn)當(dāng)前皮帶機運輸?shù)男?。此外通過應(yīng)用自動的卸料裝置來減少設(shè)備在運輸物料時的磨損，而且能夠使掘進(jìn)工作更加安全。

4 復(fù)雜地質(zhì)條件下的采掘支護(hù)技術(shù)研究

4.1 直接破頂法

掘進(jìn)機的沖擊方式，來進(jìn)一步將斷層的頂層直接破除之后，在結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的頂層樣板下來做好之后，可以用錨桿來支護(hù)，對整體礦井內(nèi)部相到的支護(hù)之后，還要在實際的工程施工中，確保整個頂板的巖石落差不能夠超過兩米。如果在施工中，由于遇見一些脆弱的地質(zhì)巖層，那么此時的支護(hù)，就不能夠再推行下去。在礦井的掘進(jìn)時，會存在著坡度比較大，這時才能夠使用破頂法來處理該項問題[3]。

4.2 退后臥頂法

在煤礦的采掘時，會有一些比較完整的斷層板，因而就需要技術(shù)人員確定斷層板之間的誤差不能夠超過2.5m。再由技術(shù)人員使用支護(hù)的方式來圍巖的方法來操作，可以保證不斷層的巷道都能夠遵循著相應(yīng)的指標(biāo)要求來達(dá)到相應(yīng)的目的，以此來使礦井掘進(jìn)的安全性得到進(jìn)一步的提高[4]。

4.3 錨桿臨時支護(hù)，加U形鋼架法

在一些地質(zhì)比較復(fù)雜的環(huán)境中來施工，而地質(zhì)會出現(xiàn)很多的斷層。在礦井的區(qū)間，就會出現(xiàn)坍塌以及巖石破碎的問題，在此時就可以應(yīng)用支護(hù)的方式，使用U型鋼架管來處理支護(hù)的問題。在操作中，要求工作人員注意將整個錨桿的角度都控制在45度之上，在應(yīng)用預(yù)緊力方式來實現(xiàn)對周圍巖壁的加固，并避免在礦井掘進(jìn)時，出現(xiàn)一些頂層破碎的問題。在此期間，還要充分的對現(xiàn)有的支護(hù)做好充足的考慮。另一方面，要對巷道的斷面形狀和穩(wěn)定性做好充足的分析，此外對整個巷道的斷面形狀和穩(wěn)定性做好綜合的考慮研究。

施工人員應(yīng)用錨網(wǎng)鎖的支護(hù)設(shè)備，來對巷道內(nèi)部斷層部位開展支護(hù)作業(yè)，并測算出像巷道地坡度。當(dāng)煤礦的挖掘機沿著腰線來開展拉伸作業(yè)，進(jìn)而推動工作面向前開展。最終，直至露出煤層，在開展挖掘作業(yè)過程中，煤礦的施工人員要應(yīng)用2m長的工具敲擊煤層的頂部。此后，施工工人要對巷道底部挪動的部位，進(jìn)行加固和支護(hù)。各個錨桿之間的距離，在1m左右，當(dāng)后期巷道底部達(dá)到10cm~12cm之后，就需要加固巷道的頂部，以避免頂部坍塌的問題產(chǎn)生[5]。

4.4 應(yīng)用高強錨桿支護(hù)技術(shù)

在巷道挖掘過程中，使用錨桿來支撐巷道內(nèi)部的巖石。首先，要在巖石進(jìn)行鉆孔，確定錨桿支撐的位置，進(jìn)而再將錨桿插入鉆孔中進(jìn)行固定。煤礦巷道的側(cè)壁，為防止錨桿的松動，需要給錨桿與巷道側(cè)壁接觸部位安裝固定墊板，使用螺絲來固定。在實際的煤礦挖掘作業(yè)中，經(jīng)常會遇到迎頭過大的斷層巖體，因而，開展煤礦挖掘的作業(yè)時，施工人員要應(yīng)用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)，以避免巷道內(nèi)部斷層巖體開裂的問題產(chǎn)生，進(jìn)而保證巷道圍巖的穩(wěn)定性。煤炭公司要避免對巷道的反復(fù)修復(fù)，這樣就可以維持巷道內(nèi)部的穩(wěn)定性。在應(yīng)用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)時，作業(yè)人員將錨網(wǎng)與巖層進(jìn)行銜接，進(jìn)而充分的展現(xiàn)出了錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的特點和優(yōu)點，以此提高煤炭巷道巖體的強度、硬度，為煤炭巷道的掘進(jìn)作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

礦井的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)對礦產(chǎn)的挖掘來講十分必要，需要結(jié)合實際的礦井的地質(zhì)巖層狀況來應(yīng)用。礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)購置高端掘進(jìn)設(shè)備，提高掘進(jìn)工作的效率。在使用設(shè)備時，還要對礦井設(shè)備做好升級換代，實現(xiàn)礦井設(shè)備的定期保養(yǎng)，才能夠使礦井的掘進(jìn)工作順利的推進(jìn)。