復雜地質條件下煤礦掘進支護關鍵技術研究

岳增磊

摘要：煤礦開采受地質結構條件影響較大，這是因為煤礦開采工作多于地下進行，且地質條件存在較大差異，所以如果遇到復雜地質條件如地下巖石硬度過高等，就會增加開采掘進難度，甚至帶來安全風險。而支護技術的有效應用可解決這一問題，且大量實踐已證明其有效性，因此，本文就復雜地質條件下煤礦掘進支護關鍵技術進行深入研究，望可為復雜地質條件下的煤礦掘進工作開展提供參考。

關鍵詞：復雜地質條件;煤礦掘進;支護技術

1.煤礦支護技術分析

1.1棚式支護技術

棚式支護屬于被動支護，按材料不同有木支架、金屬支架、預制鋼筋混凝土支架。木質支護適合在開采深度較淺的情況下使用，其應用有所限制，要求支護平面與圍巖曲面契合;由于井筒斷面和井深的不斷加大，越來越多的豎井采用整體澆灌混凝土井壁作為永久支護的方法;金屬支護經濟成本過高，且不能與巖層較好地連接，所以現在還沒有大規(guī)模應用”。

1.2 砌碹支護技術

砌碹支護技術也是被動支護，目前常用的有混泥土砌塊、現澆混泥土等類型。該支護技術相對成熟，且安全系數和抗壓系數都很高，但其經濟成本比較高，比較適用于巖層比較堅硬的煤礦巷道。

1.3 錨桿支護技術

錨桿支護屬于主動支護，是現在煤礦應用最多的支護方式。其在支護中的作用原理是：a） 懸吊作用。通過錨桿支護，將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)固的巖層上;b） 減跨作用。在煤礦礦井巷道中，將那些不穩(wěn)定的頂板巖石作為疊合梁。將打入頂板中的錨桿視為支點，增加錨桿數量相當于增加了支點的數量，間接減少了整個頂板的跨度，使頂板的彎曲應力和撓度相對降低，從而增強了頂板的穩(wěn)定性;c| 組合梁作用。通過錨桿的緊固，將層狀頂板巖層的連續(xù)性增強，使其形成人為組合起來的組合梁;d）加固作用。利用錨桿的加固使圍巖形成一個不僅能維持自身穩(wěn)定，而且能防止周圍巖體松動和變形的加固拱。

1.4 復合支護技術

復合支護是指將2個或2個以上的支護方式進行組合的支護方法。在實際井下工作時，要根據實際工作情況選擇支護方法，進行不同支護方式的組合，達到最好的支護效果。常用的有錨桿、錨索支護技術。應用錨桿支護、錨索支護各有好處，錨桿支護可使圍巖的抗壓能力和承壓能力提高，使得支護更加有效;錨索支護能有效控制頂板下沉，減輕錨桿和支架所承受的壓力，在選擇巷道支護方法時一般不單獨使用，常與錨桿形成聯(lián)合支護，錨索起到的是補強作用。

2.煤礦井下巷道掘進中支護技術的應用

為確保煤礦井下巷道施工質量，應選擇高效、安全、科學的掘進支護技術。只有把握好施工的每個環(huán)節(jié)與技術要點，才可從根本上杜絕質量隱患與安全隱患，從而為煤礦開采提供安全的環(huán)境。對此，就煤礦井下巷道掘進中支護技術的應用進行分析，具體如下。

2.1 確定巖石性質做好施工準備

在煤礦井下巷道掘進中，施工人員必須先確定巖石性質，對巖石性質進行分析與研究，對支護方案進行改進與完善。施工方應與勘測方建立合作關系，由勘測企業(yè)對該區(qū)域巖石性質、成分、結構等進行深人而細致的探測，并得出相應的巖石性質調查報告4。施工人員需根據巖石性質調查報告來選擇合適的支護方案，并對可能出現的危險情況進行規(guī)避，從而為巷道掘進支護保駕護航。施工者必須依照巷道實況選用巷道支護技術，提升支護結構承載性能，這樣才可滿足具體的支護要求。同時，設計人員需親身到現場進行勘測，獲取有價值的信息，而后編寫巷道掘進施工設計方案，明確支護技術與支護結構。無論何種支護，都要確保巷道表面光滑、平整，且選擇光面爆破，將錨噴作為重要輔助技術。

2.2錨桿支護技術

錨桿支護技術是一種常用的支護技術，主要適用于軟巖巷道中。應用此技術，可改善巷道結構，以達，到提升煤炭產量與效益的目的。錨桿支護技術是利用錨桿托板、錨固劑等來發(fā)揮其支護作用。在錨桿支護技術體系中，錨桿是重要構件。施工時，施工者需利用扭矩螺母讓巷道表面與錨桿托板產生擠壓，對圍巖應力狀態(tài)予以改善，從而防止圍巖裂開。煤礦井下巷道掘進與支護前，施工者必須了解軟巖的基本性質，從而有目的性地改進與優(yōu)化支護技術，降低技術在應用時的困難度。運用該項技術能有效增加巷道掘進量，確保煤礦巷道安全。在實際工作中，應確定巷道相關參數，但由于巷道參數是始終變化的，這就需要施工者密切關注巷道參數的變化情況，這是提升巷道掘進與支護質量的關鍵途徑。

2.3錨網索支護技術

錨網索支護技術的應用，能對錨桿與非錨固巖層變形進行控制，還可支撐已破碎的巖體，可見，錨網索支護技術可處理無法支護、地壓大等難題。同時，使用該項技術，還能大大減少瓦斯積聚量，有效降低巷道故障與安全事故的發(fā)生率，大大減輕巷道維修負擔。

2.4處理巷道 位移或變形問題

煤礦井下巷道初次掘進之后，極易發(fā)生巷道位移或變形問題。為應對該問題，在應用支護技術時，要選擇初具柔性與后具剛性的巷道掘進支護結構。

2.5支護體與 圍巖相結合

和上述幾項支護技術相比，在薄弱環(huán)節(jié)采用支護體與圍巖相結合的方式是最優(yōu)模式。應用該模式，能將圍巖自身的承載性能發(fā)揮到極致，此時，圍巖支護能力為最大，支護體受力為最小。該措施的執(zhí)行方案為：巷道開挖完畢后，施工者應先對巷道圍巖實施錨網支護，而后借助巷道底板來觀察頂、幫圍巖變化情況，設定最佳時間點，當發(fā)現圍巖變形量增大時可利用預應力錨索補強支護，以提升圍巖的整體組合質量。應用此種支護方案，能讓圍巖自身的承載性能發(fā)揮到最大，也充分凸顯了剛性錨桿支護的實際性能。

結語：綜上所述，可以看出，煤礦掘進工作具有較大難度、存在較多安全隱患，而煤礦掘進支護技術可有效解決這一問題，為煤礦掘進工作的順利進行提供保障。但想要使其發(fā)揮出最大效用，工作人員就需具備相關專業(yè)知識、技術，并基于實際情況、按照相關規(guī)定進行支護技術的應用。如此，才可使煤礦掘進技術的效用發(fā)揮出來，才可將煤礦掘進工作的安全性、穩(wěn)定性提高，才可將煤礦開采的質量、效率有效提高。

參考文獻

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