摘要：随着科学技术以及经济的日趋发展，煤矿巷道掘进工程的施工安全以及工艺技术越来越影响煤矿企业的下一步接续和企业发展。尤其是作为复杂地质条件下的采矿掘进支护工作，其具有工期长、投入多、工作量大且工程复杂的特点，更应该引起煤矿采掘技术及作业人员的重视。因此需要确保在煤矿采掘工作中做好前期准备工作，设计最佳的工程技术方案，确保整个煤矿掘进支护施工质量及安全，同时最大程度地缩小生产成本，实现资源的合理配置，促进煤矿企业生产效益和经济效益的最优化提升。
关键词：复杂地质条件；煤矿掘进；支护技术应用
引言
近年来，中国经济得到了快速发展。在这种情况下，国家相关行业对煤炭的需求正在稳步增加。对煤炭的旺盛需求在一定程度上促进了煤炭工业的繁荣和发展。众所周知，煤炭资源是不可再生的，我国煤炭开采历史悠久，也因此导致部分区域煤炭资源出现严重衰竭，同时随着开采深度的不断增加，煤炭开采难度逐渐加大。因此，煤矿矿山掘进支护技术在复杂地质条件下的应用尤为重要。
1煤矿掘进支护技术的应用意义
在煤炭资源开采过程中，安全无疑是每一个煤矿企业需要关注的核心要素，企业都在想方设法避免安全事故的发生以保障煤矿职工的生命安全。同时，安全方面的投入必然给煤矿企业的经济效益造成相当大的影响。在煤矿开采过程中，巷道必须要按设计要求在煤层或岩层中安全可靠地布置。同时，还必须要加强巷道的排水、通风等功能，以确保各巷道对各区域煤炭开采的顺利进行起到积极作用。同时，随着煤矿开采量的不断增加，矿区内的巷道掘进难度也会随之增加，也因此对巷道的安全可靠性提出了更高的要求。因此，为了保证煤矿井下巷道的安全，在开采煤炭资源的过程中，必须采用科学合理的掘进支护技术，以保证巷道符合后续使用要求的目的。随着煤矿掘进支护技术应用频率的提高，煤矿掘进支护技术应用的成熟度大大提高，有效降低了施工阶段的安全隐患，对进一步推动煤矿安全规范发展起到了关键作用。
2复杂地质条件下煤矿掘进工作的难点
2.1巷道维护存在较大的工作量
通常情况下，煤矿井下开采环境恶劣，地质条件复杂。根据经验，如果地质条件较为复杂，则开掘前和后期修复的工作量将非常大。其中，对于煤层及顶板、底板地层较软的地区，顶帮破碎的可能性较大，不仅给巷道的整体掘进施工和巷道成型带来很大困难，而且限制了掘进的效率和进度。此外，在复杂的地质条件下，巷道的掘进也会使巷道顶底板、帮部面临较大程度的矿压显现，从而导致巷道的变形。因此，为保证煤矿开采的顺利开展，应注意巷道开挖后的修复，这会导致巷道开挖工作量的增加，同时也将对开采进度和安全产生一定的影响。
2.2煤层地质结构遭到破坏
随着矿井煤层埋深的不断增加，矿区地质条件将变得更加复杂，开采工作的不断深入直接导致煤层赋存条件将遭受不同程度的破坏，这将在一定程度上改变煤层顶底板的岩性特征，增大围岩应力，导致围岩破坏的可能性增加，从而增加支护工作量和工作难度，也会给煤矿开采阶段带来安全隐患。
2.3薄煤层开采的安全隐患
由于我国煤炭分布广泛，各产煤区地质条件不同。在一些地区，薄煤层占很大比例。对于薄煤层，在开采时，通常采用巷道开采的方法，掘进支护的主要对象是半煤岩和岩巷。在半煤巷掘进过程中，必须正确选择合适的掘进支护设备和技术，确保掘进支护施工安全、高效地进行。
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3复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的具体应用
3.1直接破顶支护方法的运用
采用直接破顶支护方法这种支护方式时，主要依靠掘进设备直接冲击断层顶部进行施工，从而有效地破坏不稳定部分，提高相关顶板围岩的稳定性，并采用相应的锚网索支护技术，达到深层加固的目的。若顶板岩石硬度小于6，且属于易破碎岩层，不能采用这种支护方式。另外，如果掘进施工面存在较大的坡度，也可以采用直接破顶支护技术来达到支护效果。
3.2临时支护加锚杆支护工艺的科学运用
面对十分复杂的地质环境，在进行煤矿巷道掘进施工时，往往会遇到落差很大的断层，甚至导致冒顶、坍塌等安全事故的发生，严重威胁煤矿掘进施工的安全。因此，有必要采用槽钢棚子等支临时护技术，及时完成临时加固任务。但这种支护技术是一种临时性支护策略，需要与锚杆支护技术相配合，才能彻底消除煤矿掘进施工过程中的隐患。
3.3后退卧底掘进支护工艺的有效应用
为了保证煤矿掘进施工的安全，在煤矿掘进施工过程中，可采用后退卧底的掘进支护方式处理巷道断层使之向下移动。如果断层落差值小于2.5米，且相应顶板强度满足相关安全要求，可采用锚网索支护方法对巷道围岩进行有效支护处理，使巷道支护强度达到相关标准。在掘进过程中，掘进机需要提前约15米开始卧底，采取不超过12°的坡度掘进，并采用相应补强支护手段使巷道满足支护安全规定。对于煤矿掘进方向已探明的断层，可采用这种掘进支护工艺推进至断层位置，而对于顶板将到达断层上方的煤层，此时应采用锚网索钢带支护方式进行支护。通过采用后退卧底掘进支护技术，不仅减少了对巷道顶部围岩造成二次破坏的不利影响，而且提高了围岩结构的稳定性，最终形成良好的支护效果。然而，采用这种支护技术需要大量的掘进工作，才能保证巷道的掘进坡度，同时还需要对巷道超高区域进行填充处理。因此，在采用这种支护技术时，必须配合使用锚网索及喷浆支护方式加固，必要情况下还需要采用锚吊梁或有腿棚支护方式，以防止巷道超高区域发生次生事故。
3.4顶煤爆破或者起坡卧底支护工艺的运用
在煤矿巷道掘进施工过程中，经常会遇到断层，导致煤层相对向上或向下运动，进而对煤矿巷道掘进施工带来不利影响，甚至对作业人员形成严重的安全威胁。因此，为了保证煤矿掘进施工的顺利开展，采用顶煤爆破、提前起坡或卧底等掘进支护技术，以期达到安全、快速通过断层的目标。当巷道断层揭露落差小于0.8m时，应采用5°角以下的起坡或卧底处理措施；当断层落差大于3m且围岩硬度较大时，应采用放小炮松动而后采用掘进设备快速掘进的处理方法，以达到快速通过断层目的。在具体施工过程中，应以相应的地质环境为主要参考和依据，科学选择合适的掘进支护技术。因此，对暴露的断层进行处理后，必须采用锚网索支护技术，对断层破碎带顶板、帮部进行有效支护，保证其良好的稳定性。当断层落差在1m～3m范围内时，此时需要采用台阶法进行处理，不能再使用这种支护技术。
结束语
我国是资源和能源的使用大国，各项工业生产活动以及经济建设活动都需要使用到大量的煤炭和矿产资源，所以煤矿资源在国民经济建设中起到了关键作用。当下，我国经济发展速度较快，各行业对煤矿资源的需求总量也有所增加，这就给煤炭的开采工作带来一定的困难。煤矿资源是不可再生资源，企业陆续开发了很多地质条件较好地区的煤矿资源，而地质条件较好地区的煤矿资源数量有限，当开发到一定程度后，煤矿开采企业只能开发地质条件较差地区的煤矿资源，这就使得开采难度不断增加。另外，在地质条件较差的地区开展煤矿资源开采与掘进工作会大大提升煤矿开采的危险系数，使煤矿开采的效率难以得到有效保障，还会严重威胁到施工人员的生命财产安全。所以企业在进行煤矿开采和挖掘工作的时候必须做好掘进支护工作，更好地保证煤矿开采工作的顺利进行。
参考文献：
[1]王权伟.浅谈复杂地质条件下采矿掘进支护技术的应用[J].内蒙古石油化工，2017，45（07）：72-73.
[2]原强.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用分析[J/OL].当代化工研究，2017（10）：82-83[2017-12-04].
[3]王忠兴.浅析复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术[J].中国新技术新产品，2017（15）：55-56.
[4]刘立东.基于复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用[J].当代化工研究，2017（07）：138-137.
论文作者:杨四外
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/9
标签：煤矿论文; 巷道论文; 地质论文; 断层论文; 技术论文; 煤层论文; 围岩论文; 《基层建设》2019年第27期论文;