复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术探讨

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[摘 要]在不同的地质条件下，煤矿作业要采取的技术方法不一样，在复杂地质条件下，要求采取更好的煤矿采煤掘进支护技术，以保证煤炭生产的安全和质量。本文主要研究了如何在复杂地质条件下做好煤炭的开采工作，主要提出了煤矿采煤掘进支护技术的措施和对策，供参考和借鉴。

[关键词]复杂地质，煤矿，采煤掘进，支护技术

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0018-01

前言

一直以来，煤炭生产的过程中，技术就占据了重要的地位，如何发挥技术的优势，提高技术应用的质量，这些都是极为有必要研究的课题，也是今后要重点重视的问题。

1 煤矿采煤掘进支护技术概述

随着社会的不断发展与进步，对煤矿资源的需求量也日益增多，与之俱来的是煤矿资源开采过程的难度也在不断增加。众所周知，采煤的安全是煤矿开采中值得关注的首要问题，如何科学利用煤矿开采的掘进技术和支护技术，从而保障煤矿开采的安全环境是煤矿开采的重要安全课题。煤矿采煤的掘进支护技术作为煤矿开采的关键环节之一，不仅是整个开采过程的顺利进行的必要组成部分，也为煤矿开采提供了安全保障。科学合理地实施煤矿开采的掘进支护技术，需要根据地质环境进行详细分析和仔细研究。

2 复杂地质条件下的掘进难度

2.1 地质结构的变化

煤矿的开采是要逐渐由浅到深，在逐渐增加开采的深度的时候，煤矿原有的地质结构一定会被破坏，重点突出在顶层板的岩石特性上，会发生比较明显的变化，呈拱状的围岩会受到更大的外力作用，加大了煤矿的开采难度。

2.2 巷道的挖掘

在复杂地质条件下，对于矿井而言，底部和上面围岩都收到地质构造破坏，强度相对降低，易收到矿压影响破坏，所以在巷道掘进过程中有很大的困难，在这个过程中，巷道难以形成固定的形状，并且在成行后还容易变形，巷道的顶部和底部的板块容易发生明显的收缩，因此支护技术在巷道中也难以使用，这样就会导致一些安全事故的发生，会出现边挖边修的状况，这种状况严重影响了矿区的安全生产。

2.3 半煤巷矿区的安全

由于矿区的地质条件复杂，会出现巷道周边密集的落差较大的断层，巷道坡度、起伏变化较大。进行薄煤层的开采时，巷道的掘进主要以半煤巷为主。在掘进时，半煤巷对掘进技术和支护各种设备的要求都相当高。为保证矿区开采的顺利进行，要确保半煤巷矿区的安全。

2.4 技术、管理的问题

在采煤的掘M和支护技术方面，我国与世界发达国家还存在一定的差距。国外大多采用先进的机械化模式进行煤矿的开采，而我国一直是较传统的开采模式，在技术和管理方面都达不到世界先进水平。

3 复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用分析

矿井不但断层构造多、矿井地压大，同时水文地质条件也相对复杂。在针对矿井薄煤层进行开采的过程当中，矿井巷道回采工作面所对应的掘进支护技术主要以煤巷或者是半煤岩巷为主，由此使得此过程中对于巷道掘进速度的要求过高，在涉及到对断层巷道以及大坡度巷道的掘进过程中，不但潜在安全隐患，同时也无法满足巷道回采工作面的支护要求。

3.1 复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的分类

结合矿井实际复杂地质条件，建议在此区域煤矿巷道掘进支护的过程当中，以锚网支护为最主要的选择。其中，可结合实际情况，进一步在直接破顶法、退后卧底法以及锚杆临时支护加U型钢架法这三类支护技术当中合理选取。

3.1.1 首先，对于直接破顶法而言，此项掘进支护技术主要是利用掘进设备，直接针对巷道顶部收断层构造影响的围岩进行破除，留下结构相对稳定的顶板围岩。在此基础之上，以锚网索对其进行支护。在此过程当中，需要特别注意的是：对于顶板落差在2米以内，且岩石硬度在5级以下的顶板围岩结构而言，掘进过程当中可能引发大面积的顶板碎裂问题，因而支护难度加大。现阶段，此项掘进技术多适用于对整体坡度较大且岩石坡度较缓地质条件下的煤矿巷道掘进工作。

3.1.2 其次，对于退后卧底法而言，在该矿井掘进工作区域中，对于顶板结构较为稳固、完整性较好，且断层构造落差在2.5米以内的情况下，可采取后退卧底法进行掘进，采用锚网对超高的巷道两帮进行支护。在此过程当中，掘进机保持后退状态，而卧底保持前进状态，通过此种方式确保煤矿巷道内部所对应的地位高度以及稳定性能够满足相关要求。通过对此项支护技术的合理应用，可确保巷道受断层影响顶板的完整性，同时达到提高围岩结构稳定性的重要目的，有着极为突出的安全性优势。

3.1.3 最后，对于锚杆临时支护加U型钢架法而言，在矿井掘进工作区域内，存在较大落差的断层，在这种条件下，围岩结构发生破碎以及坍塌的可能性均比较大。针对这一实际情况，需要采取超前支护、锚杆支护等临时支护技术与U型钢架固定支护技术的混合使用，最大限度地将锚杆倾斜角度控制为45°。在此基础之上，需要借助于预紧力实现对围岩结构的加固，防止煤矿掘进工作面顶板出现破落问题，提高煤矿掘进工作面的安全性与稳定性。

3.2 复杂地质条件下煤矿综掘机械化掘进支护技术的关键问题

3.2.1 一方面，综掘机的选型问题直接关系到煤矿掘进支护技术的应用有效性。在此过程当中需要重点从以下几个方面入手，衡量综掘机是否能够满足煤矿掘进支护的相关要求：①巷道断面的适用性；②切割功率大小；③切割强度大小；④运行效率高低；⑤配件供应质量；⑥煤岩强度高低。

3.2.2 另一方面，对于截齿的选择过程中，需要考虑的问题是对综掘机截齿耐磨性强度的合理选取。选取高强度的截齿有助于提高煤矿巷道掘进过程中截割速度，同时防止截齿出现过大的磨损。然而，需要注意的一点是：当岩石硬度高于综掘机的截齿切割能力的情况下，不应当继续使用综掘机设备进行强行切割，而应当改选为爆破作业的方式，防止设备出现损坏问题，提高设备的有效使用寿命。

4 结束语

综上所述，做好矿井掘进支护技术的研究工作，提高矿井开采安全系数，有助于深入发掘煤炭生产的潜力，并将其技术优势发挥出来，更好的应用于煤矿生产之中。

参考文献

[1] 王衍学.煤矿掘进支护技术应用分析――复杂地质条件下[J].能源与节能，2014，（12）.76

[2] 马添虎.连续采煤机在复杂地质条件下掘进和支护技术管理[J].科技视界，2014，（7）.35