摘要：本文阐述了煤炭企业在复杂地质条件和恶劣的作业环境下遇到的掘进开采的主要问题，并且研究了遇到这些问题时所采用的支护技术，还对煤矿企业在进行掘进工作时使用的锚网支护技术进行了探讨。
关键词：复杂 地质条件 煤矿 支护技术
引言
深埋藏的煤层由于复杂的地质条件，大大增加了开采成本，且开采难度和危险性均增大，传统的巷道支护技术已经不能满足各煤矿生产企业的要求。因此，各矿井必须根据自身的实际情况选择最佳的支护方式，以便减少各类事故的发生。
1影响煤矿井下巷道支护稳定性的主要因素
1.1 地质条件
井下巷道施工时，影响巷道顶板支护效果的因素很多，例如断层、褶曲、陷落柱、顶板破碎带等。在地质条件佳、基础设施良好的地段需加快掘进速度；而在地质条件不良、基础设施匮乏的地段，应保持缓慢的掘进速度；若在褶皱断层地质环境中施工，煤层厚度小，就意味着煤岩层稳定度差，会严重影响掘进质量，且顶板也容易出现碎裂，易引发坍塌事故。
1.2 施工工艺
煤矿巷道掘进时，主要运用钻爆法掘进，再搭配锚网喷支护方式，其与传统掘进支护方式相比，施工质量、掘进速度均得到提升。然而在实际施工中，装药量控制不到位、打眼深度不精准或打眼角度把握不准等问题，会对锚网喷支护质量构成威胁。井下巷道施工时，会同时施工多条巷道，如果开掘出1一条巷道，势必会对岩体地应力平衡产生破坏；若两条巷道同时掘进，工作面会叠加施工，会大大地增加地应力，给顶板支护带来极大挑战。
1.3 人为因素
巷道掘进与支护施工的开展，离不开施工人员，且施工人员的施工态度、技术水平直接影响着巷道支护效果。由于煤矿井下巷道掘进施工难度大、施工环境恶劣，很难吸引大量的专业性人才，企业为节省成本，时常采用兼职或非专业人士，此类人员在井下巷道掘进施工时缺乏专业性，且安全意识不强，支护处理不到位，最终会影响支护效果。
2 复杂地质条件下掘进开采的主要困难
随着煤炭埋藏深度的不断增加，回采工作对于上覆岩层的地质构造产生的破坏也在增大。而且随着围岩应力的增大，岩石出现软化现象，进一步增加回采工作的难度。当回采工作面的地质条件复杂时，由于煤层顶板的岩性已经变得十分松软，顶板极易破碎。当回采工作面不断推进的同时，顶底板由于应力的作用会产生收缩现象，加剧巷道变形，这种情况会进一步增加掘进工作的安全风险，产生极大的安全隐患。因此，掘进工作中往往需要对巷道不断维修，这样就加大了工作量，降低了生产效率和效益。
3 相关支护技术在复杂地质条件挖掘作业中的应用
3.1 合理选用掘进作业设备
我国如今主要使用两种掘进设备，分别是综合性的掘进机和普通的掘进机。在实际应用时，要根据不同的工作条件如巷道的长度等选取合适的设备。按照现在的行业标准，当巷道的长度小于300米时选用普通的掘进机，超过300米时应当使用综合性的掘进设备。除此以外，巷道的结构和围岩、煤层的硬度也是影响设备型号选择的重要因素，只有选择最优匹配的设备，才能提高工作效率。
3.2 为掘进机选择适当的截齿
一般情况下，截齿要能较好的适应相应地质条件，只有为设备匹配合适的截齿才能在复杂的工作环境当中高效地工作。
3.3 为综掘机的掘进工作构建相应的管理体系
使用综掘机进行掘进工作时，需要对工作进程制定科学的管理制度，综掘机的性能才能得到充分的利用，同时保证了施工过程当中的安全稳定性。此外，还应该加强对于综掘设备的维护保养管理，定期对于综掘设备进行检修，保证设备能够安全稳定的运行。
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3.4 相应的临时性支护技术
在使用综合掘进设备进行掘进工作时，工人可以利用设备系统自带的液压设备进行临时性支护工作，保障施工过程当中能够安全作业。这种临时的支护方式在现阶段的应用当中取得了良好效果。
4 煤炭企业在综掘作业时应用的锚网支护技术
当掘进工作的地质条件较为复杂时，尤其是遇见断层时，不仅仅会影响煤层的连续性，也会引发围岩破碎崩落等现象。所以，技术人员需要对地质结构做出科学分析，使用对应的技术手段对巷道进行支护，保障安全进行掘进作业。
4.1 应用直接破顶的支护方式
此方法是通过掘进机对断层的顶部直接进行冲击，使巷道顶板的失稳结构部分被破除。此外，还需要使用锚网、锚索联合支护对顶板进一步巩固，提高它的的稳定性。若顶板的岩石落差在2米以内，且硬度不超过5时，比较脆弱的岩层会发生自行碎裂，此时这种方法就会失效。如果掘进面的倾角较大时，也可使用直接破顶方式进行支护。
4.2 应用后退卧底的支护方式
除了上述问题，煤矿掘进工作当中还会遇见断层下移的问题。当遇见此类问题时，为了保障掘进工作的安全性，应该采用后退卧底式的支护方式。当巷道遇见落差不超过2.5m的断层时，若顶板的强度符合相关规定的标准，可以采用锚索网联合支护技术来加强围岩的强度，提高围岩的稳定性。当对围岩进行支护时，首先应该将掘进机移至15米外。当掘进工作面遇见土坡时，并且土坡的坡度大于工作面的坡度，其卧底可以利用不超过12°的载坡。在掘进过程中遇见断层发育且断层发育导致煤层出现下移的情况下，可以使用后退卧底式保证巷道的高度能够符合支护的技术要求。使用后退卧底式支护技术，在过断层时能够有效减少断层对巷道顶板围岩的不利影响，增强巷道围岩的稳定性，取得良好的支护效果。但是这种支护方式的缺陷也很明显：相比于其他支护方式来说，具有较大的工作强度；在加高巷道高度的同时，作业量也同样上升。所以当采用后退卧底式技术过断层时要进行全面的锚索网加固，并且按照相关规定控制巷道高度，保证巷道的稳定性和工作面的安全性。
4.3 应用临时性的锚杆支护技术
掘进工作面的地质条件复杂多变，例如出现较大落差的断层时，往往会伴随着围岩破碎坍塌，危及工作面的人员安全和设备安全。所以煤炭企业采用一定支护措施对巷道进行超前临时固定，例如U型钢支护等，但这些支护措施属于临时性措施，再结合锚杆支护措施，有效减少工作面安全隐患。
4.4 应用顶煤放炮或起坡卧底支护技术
断层导致的煤层整体上移情况对掘进作业造成不利影响。为了保证掘进工作安全稳定的进行，煤炭企业会采取顶煤放炮或起坡卧底的支护技术。当断层落差为0.7米时可以采用卧底方式；当落差超过2米时，采用放小炮震落顶煤。此时巷道暴露高度较大，支护困难。因此在作业后采用锚索支护加固巷道。当断层落差在二至四米时，可使用掘进机进行开采。
结束语
煤炭企业为了保持煤炭产量，对埋藏深、地质条件复杂区域的进行开采，由此带来了一系列的安全问题。复杂地质条件下的巷道掘进支护作业作为深部回采中常见的问题之一，实现对其的有效支护对确保矿井生产安全意义重大。矿机管理者必须高度重视有关问题，在生产作业中立足实际，组织专业技术人员深入探究，制订具有良好适用性的掘进支护工艺，为矿井掘进作业的安全、高效开展保驾护航。
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论文作者:李磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：巷道论文; 地质论文; 断层论文; 顶板论文; 作业论文; 围岩论文; 工作面论文; 《基层建设》2019年第17期论文;