复杂地质环境下煤矿掘进支护技术思考

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摘要：以阳煤新景矿掘进支护工作为例，叙述了该煤矿的地质环境，分析了复杂地质环境中煤矿支护技术的工作要点，探讨了穿越断层的锚网支护技术中直接破顶技术及退后卧底技术的应用。

关键词：煤矿；掘进；支护

0引言

通常情况下，煤矿进行挖掘操作的场所位于地表以下，现今有非常少量的煤矿属于露天挖掘。根据煤矿行业的统计数据显示，中国现在的煤矿中，4/5以上都属于地下开采，也被称作是井下开采。采用井下开采的方式，需在地底开挖非常多的作业通道，才可使采煤作业更为便利与快速。处于各个区域的煤矿的地质差异性较大，从而使得地下采矿有一定的困难，采矿作业的周围环境也相对较差。因此，只有把相关支护工序做好，才可保证通道的安全性与质量，进而可使整个采煤流程更加便捷与安全。同时，也在很大程度上确保了煤矿挖掘的质量。基于此情况，不断改革与创新采煤挖掘中的支护手段与技术，可更好地促进煤矿掘进工作的长期、安全、稳定发展。

1阳煤新景矿的复杂地质环境介绍

通过对阳煤新景矿所处复杂地质环境分析，探讨了位于该煤矿地质条件下的支护技术应用。阳煤新景矿已开采了近几十年，属于相对老的煤矿，其所在区域的地质环境相对复杂，有较多断层存在，且矿井处的地压也较大，煤层所处环境相对不太稳定。同时，煤矿所在区域的水文环境也相对复杂。

在此煤矿的生产过程中存在几个工作难点：

a)在煤矿不断由浅至深的掘进过程中，使煤层开挖处的结构受到损坏。尤其是对于顶板位置来说，其岩性会出现相对大的改变，导致拱形围岩所承受的外部应力极大地增加；

b)该煤矿的煤层相对非常疏松，导致煤层非常易被破碎。所以，通常开挖通道过程中，通道易成型，同时通道也易发生形变，在通道顶部已出现较大收缩，使得通道所使用的支护技术要相对复杂，也使矿井常出现不断对其后部通道修缮的问题，使煤矿开采工作安全性受到影响；

c)由于煤矿所在区域内的地质环境具有相对复杂的结构，通道附近的断层现象及大坡度现象不可避免。同时，该煤矿矿井区域多数所涉及的煤层相对较薄。因此，在对这些煤层的挖掘过程中，通道所采取的支护手段大部分是将半煤巷作为对象。煤矿开采时，就需要相对较高的开采手段及支护技术与设备。所以，如何保障此类型通道的作业安全性是非常关键的；

d)由于国内较为传统的作业方式中所采取的开采与支护技术相对陈旧与落后，与现阶段世界上较为先进的开采方式有明显区别，其管理工作也未能及时跟上；

e)所采用的相关设备与机械也相对落后，也使得此煤矿在开采过程中的生产效率受不小的影响。

如果开采过程中遇到硬度系数较高的一些岩石层，将极大地阻碍整个作业流程的效率发挥。同时，也会在很大程度上损害相应的支护用装置。

2复杂地质环境中煤矿支护技术的要点分析

2.1综掘机和普掘机的选用通道

自身所拥有的长度，决定了所选用的掘机类型，而不同掘机自身的性能也在很大程度上影响到通道所挖掘的具体长度。如果涉及的通道长度在300m范围内，就应选用普掘机进行施工作业。如果所涉及的通道长度在300m以外，就应选用综崛机进行施工作业。之所以如此选择，是依照两种掘机的特性，同时考虑到工艺的便捷性。采用综崛机设备，能明显地降低施工准备周期。因此，会让挖掘工作更符合实际要求。在选用综崛机的型号方面，同样也要非常注意要考虑综合的条件因素。例如是不是可在通道断面中使用，同时也要了解是否适宜该矿的煤与岩石硬度，这样才可选用最为适宜的机械设备，以最大限度地发挥掘机的生产效率，降低操作过程中的磨损率。

2.2截齿的选用

在掘进操作过程中也应关注于截齿的应用是否恰当，尤其是要选用耐磨强度合理的截齿。这是由于选用强度适宜的截齿可使整个开采工作更加迅速，且也可起到保护截齿、降低设备损耗的目的。如果遇到岩石硬度超出普氏硬度2的情况，应根据实际现场情况，决定是否采用爆破手段加以解决，切不可一味采用掘进进行岩石的分割作业，避免出现装置被破坏的问题发生。2.3临时支护设备与技术在开采过程中所使用到的掘进设备施工中是对自身液压系统的运用，如果想要使装置具有较高的稳定性能，那么其液压装置要具备较高的稳定性。同时，也要关注整个设备在开关设备时自身闭锁装置的性能。在通常情况下，应用综崛机的液压装置可起到临时支护作用，而采用此手段也能在很大程度上保障整个开采流程的安全性。

2.4开门转为技术

通常开采作业流程均会碰到很多的困难与问题，在处理问题过程中对掘进装置的革新显得尤为重要。其重点在于革新掘进装置作业时的开门方式，能有效减少作业时的阻力，可显著减少爆破作业施工次数。在煤矿开采流程中，如果想要采用掘进作业，在其后方一般会设置40t左右的运输量，而掘机与其的距离约为100m。实际作业流程中，要预先进行爆破空间处理，这样才可更好地保障掘机能更加安全地作业。

2.5要做好作业流程的管理

煤矿开采过程中，掘机作业时要科学地做好相关设备的运行及作业管理工作，建立并完善相应管理制度，以更好地确保掘进作业能更加高效、安全、快速、便捷地进行。例如，在采用弯皮带的方式完成煤输送作业时，应采取相对较大的角度及相对较长的距离实施作业，也能通过采取较小角度的拐弯手段来实现。采取上述手段可明显增加皮带输送效率。皮带设备的端部会带自动控制的卸料设备，此设备不仅可降低各种原因所带来的皮带损害，同时也能在很大程度上提升皮带输送的安全系数。所以，按照设备自身的特点和作业手段，科学地制定相应管理制度与方法，可更加有效地使掘进作业效率得到提升。另外，相关设备要进行科学细致的维护保养工作，让开采工作拥有更加坚实的技术基础。

3穿越断层的锚网支护技术

3.1直接破顶技术

此技术指的是利用掘进设备，在挖掘过程中将断层顶端位置进行破除处理，将相对稳定的顶板作为基层，然后实施固岩作业。而采用锚网索进行相应支护处理。通常通道顶端处的岩石硬度系数不超过5、落差值在2m范围内，此时断层顶端易发生破碎问题，使得相应的支护工作遇到困难。应采取直接破顶方法对以上问题加以处理。另外，如果遇到相对大的坡度或梯度增加的坡度状况，也可采用直接破顶方法加以处理。

3.2退后卧底技术

在所涉及的矿井中，如果断层顶端岩石相对较为坚固、体性较好，并且起落差距在2.5m范围之中，可采用支护手段实施围岩作业。这种情况下掘进设备要采取先后退，再利用卧底的方法往前方推进。如此能更好地保护断层通道所涉及的相应指标达到施工安全规定。

4结语

煤矿开采的相应掘进支护技术能在很大程度上影响整个流程的安全性与效率。同时，也在很大程度上决定了煤矿开采的质量。而如果遇到相对复杂的地质环境，煤矿掘进作业就需全面增强机械化方法的施工力度。同时，也必须做好掘进作业中的相关支护工作。只有如此，才可使煤矿开采更具有效率，同时更好地确保施工作业及人员的安全性。

参考文献：

［1］姜军.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析［J］.黑龙江科技信息，2016(4)：30.

［2］王亚军，袁晓军.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析［J］.内蒙古煤炭经济，2016(Z1)：88-89.

［3］于兆东，马寿强，李海龙.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用［J］.山东工业技术，2016(5)：69.

作者：梁爱国 单位：山西宏厦一建矿建第八项目部