復雜地質的煤礦掘進支護

     1 煤礦掘進支護技術應用關鍵
　　一是技術人員應綜合考慮多種開采因素選擇綜掘機類型，比如適應強度、運行效率、緊湊程度、截割功率以及配件供應等。二是應優先選擇耐磨度較高的綜掘機截齒，提升截割速度。當巖石硬度大于截齒耐磨度時，企業應考慮采用爆破方法，且期間做好綜掘機的保護工作，降低對設備的損害。三是應選擇液態系統的綜掘機，運行期間注意液態系統的穩定性，提升掘進工作的可靠性。四是煤礦掘進期間應不斷更新相關技術，盡量實現零爆破的工作效率。五是煤礦企業應做好綜掘機的管理工作，完善施工機制，建立科學合理的管理體系，提升煤礦的開采效率。
　　2 工程概況
　　2.1 整體情況
　　本工程采區內的煤層均可開采，3#煤層厚度在1.3至5.7m，平均厚度約為3.5m。且整體由東向西逐漸增厚，變異系數為28.6%，屬于穩定煤層。8#煤層厚度范圍為1.7至5.6m，平均厚度約為4.1m。煤層由東南向西北逐漸增厚，結構復雜，屬于全區最厚的可采煤層，變異系數為28.6%，屬于穩定煤層。具體情況見下表1所示。
　　2.2 地質構造情況
　　一是斷層，其呈波浪式、傾斜狀的不對稱構造，區內斷裂發育為三個地帶，區內存在較多斷層，大部分為正斷層。通過調查發現，生產中存在91條落差大于3m的正斷層，嚴重制約了礦井的正常生產。二是陷落柱，煤系基底巖溶經過長期溶蝕使得地層沿地下巖溶塌陷，形成了柱狀陷落。目前為止，采掘期間已經發現58個陷落柱。
　　3 煤礦安全開采的影響因素
　　通過分析煤層的地質條件可以發現，其地質工作面較為復雜，開采期間存在較多的危險因素，為了提升開采效率，技術人員應深入分析，制定完善可行的掘進方案，確保開采的安全性。實踐分析可知，此煤礦開采的影響因素包括以下幾個方面，一是開采深度不斷加深，周圍的地質結構愈加復雜，巷道圍巖堅固度較低，企業需要增大支護強度，以免圍巖發生破碎問題，增強開采的安全性。二是開采期間發現了工作面斷層結構，增大了開采期間出現裂縫的幾率與頂板壓力。對此，實際開采期間，技術人員應重點分析相關的影響因素，制定合理的開采方案，確保煤礦的安全高效開采。
　　4 煤礦掘進支護技術的實際應用
　　4.1 礦井地質構造準備
　　技術人員利用鉆探、巷探以及瑞利波物探等方法查明工作面的地質構造情況，結合工作周邊以及鄰近巷道的構造情況與資料，采用合理的安全技術措施，做好地質構造前的超前預測工作。且前期技術人員應準備好工字鋼、破板以及圓木等支護材料。
　　4.2 過斷層
　　3#煤層斷層及前后5m范圍內采用棚錨聯合支護方法，且巷道頂板采用錨桿、錨索、鋼帶以及鋼筋網的全錨支護方案，兩幫采用螺紋錨桿與菱形金屬網的聯合支護方法，在兩條鋼帶之間布置錨索。架棚支護采用工字鋼，其梁長度為4m。8#煤層過斷層頂板采用全錨支護方案，巷道采用錨桿、錨索以及金屬網的全錨支護措施。且頂錨采用矩形布置方式，頂錨桿采用型號為d20 mm×L2000 mm的螺紋錨桿，配合d6mm鋼筋網，間排距為1000mm×1000mm，并掛金屬網，之后根據實際開采情況表對斷層上下盤打注錨索。
　　4.3 過陷落柱
　　3#煤層陷落柱巖性堅硬，無溶洞，可以采用全錨支護方案，頂板采用型號為d20mm×2000 mm的螺紋錨桿、“W”型鋼帶以及鋼筋網支護，打錨索加強支護，兩條鋼帶打錨索，間排布置2根。8#煤層陷落柱堅硬，采用錨網聯合支護方法，頂板采用d20mm×2000mm螺紋錨桿與金屬網矩形布置，間距1000mm打注5根錨桿。
　　4.4 過構造案例
　　施工期間發現運輸巷道內存在斷層，頂板不平整，為落差為6.5m的正斷層。 之后技術人員進行前期的準備工作，根據地質情況編制過斷層的安全技術措施，采用錨網聯合支護措施，進行嚴格施工。過斷層期間頂板采用錨網與W鋼帶的聯合支護方案，錨桿間排距縮小為1.0m x1.0m，錨索間排距縮小為2.0mx2.0m，施工期間遇到頂板破碎問題時應增加金屬棚進行加強支護。
　　地質結構復雜的煤礦在開采期間應選擇合理的掘進方式，煤礦掘進支護工作包含較多的流程，技術人員應根據煤礦的實際開采情況選擇合理的支護方式，以便在提升開采效率的基礎上降低事故的發生幾率，切實全面提升煤礦生產的安全性，充分保障開采人員的人身安全。
論文來源：《中國化工貿易·中旬刊》 2019年3期