摘要：为满足实际生产生活对煤炭资源的需求，煤矿开采技术在不断更新，技术水平更高，可有效提高煤矿开采效率。煤矿开采施工环境特殊性强，受地质环境因素影响大，存在较大的安全隐患，如果开采过程管理不到位，很容易产生安全事故。为提高开采效率与生产安全，需要基于实际情况，结合地质环境特征，合理选择开采技术，并按照专业标准落实掘进支护技术，争取最大程度提高围岩稳定性，避免顶板塌陷问题的发生，促使煤矿开采行业的持续发展。
关键词：复杂地质条件；煤矿掘进支护；技术应用
1复杂地质条件分析
开采煤层分析是整个地质条件确定的第一步，相关人员需要根据实地采样的样本情况进行数据统计。以某矿#1煤井为例，通过卫星地图和实地勘察可知，地面标高200m～320m，工作面标高-350m～-420m，煤层走向向北侧倾斜，倾斜角度8°～17°。最上层为老顶层，为方砂质泥岩层，厚度约15m，岩层内部为坚硬的细砂层岩，成灰褐色，部分带状层岩中，有软质泥浆层。老顶层下方为工作面的直接顶层，主要岩石类型为泥岩，厚度5m～8m，呈灰色，部分地区拥有较为厚重的细砂岩层，与老顶层相交。直接顶下方为伪顶层，为直接顶下部工作面上方的炭质泥岩层，厚度约30cm，呈褐色，吸附于直接顶的下方。工作面下方为直接底层，主要岩石类型为泥岩，厚度3.5m～4.5m，呈灰色，部分地区有菱铁矿结合出现。直接底下方为老底层，主要岩石类型为砂质泥岩，厚度约20m，灰色，呈现出节理发育状态。工作面中存在一定的断层，且正断层与逆断层均呈现发育状态，地质环境极其复杂。
煤矿开采受地质环境因素影响较大，尤其是遇到地质条件复杂的环境，煤矿井会随着开采深度的增加，对煤矿周边地质结构产生更大程度的破坏，对煤矿顶板岩性产生影响，使得矿井围岩所需承受的应力更大，开采掘进难度增加，且出现围岩失稳的可能性也更大，必须要有效落实支护措施。就以往煤矿开采施工情况来看，在掘进过程中经常需进行维修，产生更多工作量。主要是会因为煤矿顶板岩性稳定性差，结构松软度高，掘进过程中产生的应力对围岩性能产生较大影响，造成围岩破碎，增加了煤矿巷道建设难度，降低煤矿开采效率。同时，在顶板岩性破碎时，巷道顶底板还会产生一定程度的收缩性，促使巷道发生变形。为满足煤矿开采作业需求，需要在掘进过程中进行修补，很大程度上降低了煤矿开采与掘进工作效率。
2复杂地质条件下煤矿掘进作业存在的问题
2.1地质结构损坏严重
随着煤矿开采区域、深度的扩大，地质条件与结构受到一定程度的破坏，煤矿顶层底板岩性发生一定程度的变化，围岩应力提升使得地质条件越来越复杂化。
2.2煤矿前掘后修工作任务大
复杂地质的条件下开采煤矿，容易出现巷道破碎等情况。部分煤矿的顶层与底板十分宽松，在受到雨水冲刷后极易导致软化，使得巷道的支护难度系数大大增加。煤矿断层与构造发育，围岩结构受到严重破坏，巷道开挖作业中，极易出现裂缝、顶板压力增大等情况，带来严重的作业安全威胁。
2.3薄煤层开采难度大
在煤矿集中开采区，薄煤层情况十分常见，这类煤矿在掘进作业中对支护设备的要求很高，同时需保证高度安全性。煤矿开采中的支护结构多为开放式结构，在巷道的顶板压力增大时，极易导致薄煤层的承载力不足，影响掘进作业的安全。
3复杂地质条件下煤矿掘进支护技术应用分析
3.1复杂地质条件下煤矿掘进技术分类
以平顶山S矿区的复杂地质条件为实例，在对该矿区煤矿巷道当中使用掘进支护技术的过程中，结合自身特点分析出使用锚网支护技术最恰当，根据该矿区具体条件和特点，可以直接使用破顶法和锚杆临时支护。
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3.1.1锚杆临时支护
使用锚杆进行临时支护之后，并且加U型钢架，在整个工作区域内，断层存在较大落差，因此，巷道之内的围岩间结构也不稳定，比较容易发生坍塌现象。根据这个具体情况，必须采用锚杆支护技术并且加U型钢架法，便可以在很大程度上促使锚杆的角度倾斜为设定好的45°。此外，必须加固围岩结构，从而可以保证煤矿开采过程中顶板更加稳定，进而有效提高煤矿开采工作的安全性。
3.1.2退后卧底法
在煤矿掘进的整个区域范围内，存在一些顶板结构是比较完整并且稳固的，顶板和底板之间存在2.5m内的绝对落差，这种情况之下，可以采用退后卧底法进行掘进支护，从而进行围岩工作。在整个过程中，掘进机一直是处于后退、卧底的状况，这种方式能够有效保证内部的高度及稳定性。通过合理、恰当的应用退后卧底法，便可以保证断层顶板更加稳定，进而促进围岩工作更加完善，提高整个工程的安全性。
3.1.3直接破顶法
采用直接破顶法进行煤矿掘进支护工作，充分利用相应的掘进机械设备，对断层的顶部直接进行破除工作，破除以后所余下的结构是比较稳定的顶板围岩。这种情况之下，充分利用锚网索进行支护，需要注意的是，顶板落差应该在一定标准范围内，5级以下硬度的岩石才能够使用这种直接破顶法。此外，在具体掘进过程中容易产生顶板破碎的严重后果，这不利于支护工作的进行。在目前情况下，使用直接破顶法需要特殊条件，如在岩石坡度比较缓的情况下非常适用。
3.2煤矿掘进支护技术的关键
为了保证在比较复杂的地质条件之下能够有效使用煤矿掘进支护技术，完成有效的掘进作业，必须科学合理地选择符合自身实际情况的支护技术，而且要选择综掘机的型号及截齿，对于这些比较细致的问题都应该更加注意和分析，从而最大程度保证支护技术发挥作用。
3.2.1选择合适的综掘机
根据当地复杂的地质条件及矿井的具体情况，经过综合分析和研究，要科学合理地选择综掘机，这对于煤矿掘进支护技术的应用来讲具有非常重要的意义。在选择合适的综掘机过程中必须从不同的方面进行综合考虑，从而可以有效保证综掘机能够满足支护技术的要求。综掘机的型号必须符合实际地质条件的切割功率，综掘机必须适应巷道的断面情况，综掘机的机型必须能够适应切割强度的转换，综掘机的机型能够适应岩层强度的不同，此外，综掘机的选型必须可以保证运行效率更加高，综掘机的配件质量一定要得到保证。因此，必须选择合适机型的综掘机进行煤矿巷道的掘进支护作业。
3.2.2截齿合理选择及应用
除了选择合适机型的综掘机外，截齿的选择也十分重要。综掘机截齿必须具备较高的耐磨性，而且强度也要比较大。采煤机截齿可以在很大程度上提高煤矿掘进的速度及效率，同时，强度较大的截齿能够保证自身不受到严重磨损和破坏。值得注意的一个方面是，综掘机的截齿自身具备一定的切割能力，使用综掘机的岩石硬度必须在截齿自身切割能力范围内，绝对不可以强行对岩石进行切割，可以选用爆破作业的方式，有利于保证综掘机设备截齿完好，延长综掘机的使用寿命。必须合理选择综掘机的截齿，从而保证截齿更加顺利地完成切割工作，保证开采工作可以更加稳定并且安全地进行，保证工程的效率及质量。
结论：随着经济发展对煤炭资源需求量的不断增加，煤矿的开采强度与深度在大大增加，而在此过程中遇到的复杂地质问题使得煤矿掘进作业的难度系数大大增加，为充分保证煤矿生产的安全性，应做好综掘锚网支护过断层技术的研究与应用，以提升煤矿掘进作业的安全性与稳定性水平。
参考文献：
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[3]成云山.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用[J].山西煤炭管理干部学院学报，2016，1（15）：108-110.
论文作者:林宪彬
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/11
标签：煤矿论文; 地质论文; 围岩论文; 顶板论文; 巷道论文; 作业论文; 技术论文; 《建筑模拟》2018年第16期论文;