復雜地質條件下的煤礦采煤掘進支護技術及其運用研究

如今，煤礦開采難度的增加以及地質環境的復雜，使得開采過程的安全更加重要，使用有效的掘進技術才能夠增加開采的安全性，才能夠保障順利地開展煤礦開采的工作，使煤礦的采煤難度得以降低，推動社會經濟長遠的發展。

　　1 掘進支護技術介紹

　　在進行煤礦開采時，掘進支護技術的使用主要是增強開采過程的安全性，而且技術使用的有效性也影響煤礦開采的正常進行。在復雜地質環境下進行煤礦開采時，掘進支護技術的使用主要有復合支護、圍巖支護及加固。圍巖支護通常是利用金屬支架對巖層的變形進行支撐，減少巖層的受力，使礦井更加安全。而圍巖加固主要是在巷道掘進時對圍巖進行鉆孔，然后用錨桿進行加固支護，是一種主動支護形式，而且工作較為簡便、投入成本低，在礦井的掘進中較常應用。復合支護主要是通過不同的多種支護技術結合，也可以使用相應的復合材料，這能夠發揮多種技術中的優勢，在復雜地質條件下進行煤礦掘進支護時也較常應用。

　　2 復雜地質下煤礦開采的困難

　　地質條件由于常年不斷演變，環境變得越來越復雜，在進行煤礦開采時，很多煤礦層都處于山區，礦區的水文條件以及地質條件等都比較復雜，開采中有很多不穩定因素存在，而且煤層基本上處于深部，這些因素都使煤礦的采掘存在較大的困難。

　　（1）地質結構變化。煤礦地質條件的復雜就決定了在開采煤礦時，深淺不同層次的巖層條件不同，這樣開采的難度就增加。而且由于對礦層進行開采時會改變原本的地質結構，圍巖的外力承受增加，開采過程中存在很多不安全性，使采掘工作更加困難。

　　（2）巷道挖掘。地質結構復雜的礦區，在進行開采時，礦井上下的土質都較為松散，而且煤層也較軟，這樣在挖掘巷道工作進行時巷道的固定性較差，形狀難以保持，容易發生變形，這種情況下就使安全性問題受到較大的威脅。巷道的底部以及上部都會容易產生收縮，掘進支護工作很難進行。

　　（3）半煤巷礦區安全。半煤巷礦區部分的地質條件更為復雜，有較多的斷層會出現在這一礦區周圍，由于斷層的出現，巷道的挖掘坡度較大，而礦井深部很多的薄煤層煤量非常大，在進行開采時，對巷道進行掘進支護可以利用半煤巷。不過在這一過程中，對支護技術以及相應設備的要求很高，而且半煤巷周圍的安全也難以有效的保證，煤礦開采同樣存在一定的困難。

　　3 復雜地質中煤礦采煤掘進支護技術及使用

　?。?）普通掘進機和綜合掘進機使用的合理選擇。煤礦掘進工作的進行需要用到相應的開采設備，一般來說，普通掘進機和綜合掘進機的使用選擇與巷道的長度有直接的關系，實際應用時要結合具體情況進行合理的選擇，使普通掘進機和綜合掘進機的使用率得到有效的提高。如果巷道的長度小于300米，可以選擇普通掘進機;如果巷道長度要超過300米，就選擇綜合掘進機，這樣在進行掘進支護時，施工的工藝也更加合理[1]。因此，在復雜地質下，煤礦掘進支護需要合理的選擇掘進機，使煤礦開采的效率得到提高。

　?。?）綜合掘進機型號的合理使用。綜合掘進機的使用能夠使掘進工作的準備時間得到有效的節約，設備的優勢能夠提高煤礦開采的工作效率，在實際應用過程中，要對其型號進行合理的選擇，這樣能夠更好的保證煤礦掘進工作的良好進行。合理選擇型號就要綜合各類影響因素，像綜掘機的結構特征是否符合空間要求、對于巷道的斷面是否適用、礦區煤層的強度是不是能夠承受、型號設備使用的功率是否穩定等等，依據工作區域的實際情況，綜合這些影響因素，對具體的型號進行合理的選擇，使煤礦掘進支護工作的困難得到一定程度的減小。

　?。?）截齒的合理使用。這一過程主要考慮到截齒的耐磨性，當強度增加時，煤礦開采掘進的效率就會提高，同時對巖石進行截割也會減少磨損的產生。不過在掘進的過程中，如果巖石的硬度超過截齒，就不能使用設備進行切割，需要用爆破的方式進行，對設備的不必要損傷能夠減小。

　?。?）臨時支護技術的使用。使用綜掘機時，設備本身的液壓系統應用非常重要，其安全穩定性對掘進工作的進行有較大的影響。這一過程中需要注意，掘進工作要結合礦區實際情況進行。利用綜合掘進機的液壓鎖進行臨時支護，使煤礦開采掘進工作的強度有效降低，增強安全穩定性，確保煤礦掘進的順利進行。

　　（5）開門轉為技術的使用。對掘進機的使用進行完善，能夠使掘進支護技術的使用得到有效的解決，開門轉為技術的使用可以減小掘進工作存在的困難，最大化減少爆破的使用。例如，在復雜地質下進行煤礦掘進，在對著開門方向使用掘進機時，兩者之間的距離大概在100米，掘進機的運輸量為40噸，這樣的情況下可以通過局部爆破的方式，使掘進機的使用更加順利[2]。

　?。?）錨網支護技術使用。①直接破頂法。煤礦的斷層情況較為復雜，在一些土質松軟的區域進行煤礦開采掘進時，會存在很多的不穩定因素，危險性較高，這種情況下可以使用錨網支護中的直接破頂方法進行掘進。直接破頂法主要是直接利用掘進機破除斷層頂部的松軟土質層，露出比較牢固的巖層頂板，然后利用錨網鎖進行支護。不過在這一過程中，要注意如果巖石頂板的高度差小于2，硬度系數達不到5時，這種巖石頂板容易碎，這時就不能應用這種方法進行支護[3]。直接破頂法的使用還可以在巷道坡度較大時進行，這種應用能夠減小煤礦掘進工作的困難。②退后臥底法。礦區的巖石如果比較完整、牢固，就可以使用退后臥底方法，這種方法的應用主要注意斷層頂部的最低位置要與其保持在安全距離內。退后臥底方法的使用能夠使斷層區域的完整性得到有效的保證，掘進工作進行時，也更加安全穩定。只是這種方法的使用需要工作人員保持較好的狀態，能夠克服高強度、艱苦的環境。③錨桿臨時支護加U鋼法。在礦區斷層落差較大且煤礦的煤量非常大時，就可以使用錨桿臨時支護加U鋼法，使用這種方法主要是通過U型鋼架加固巷道，這一技術是結合了臨時支護和錨桿支護。在使用這種方法時要想更加有效，就要使錨桿的傾斜度一定，保證臨時支護的安全穩定性。