摘要：煤炭是国家经济发展中很重要的能源之一。煤炭资源作为一种不可再生资源，其存储量在不断的减少，这就导致煤炭开采企业不得不向复杂地质条件下的煤矿资源进军。但与常规的煤矿开采环境相比，复杂地质条件下的煤炭开采环境更加恶劣，且施工技术难度较高，并面临着一系列掘进支护的风险。而先进掘进支护技术的应用不仅可以有效克服煤矿掘进支护中的技术难题，同时也可以确保煤矿开采过程中的安全性，因此，加强先进煤矿掘进支护技术的应用是十分有必要的。
关键词：复杂地质；煤矿掘进支护技术；应用
引言
由于大量开采，目前很多煤矿区的地质条件和生态环境遭到了严重破坏，为实现高效且安全环保的开采，加快对复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的研发应用成为了现阶段煤矿企业的核心发展方向。本文主要对复杂地质条件下煤矿掘进的技术难点进行了全面阐述，并对其煤矿掘进支护技术进行了全面探析，以期在为煤矿巷道施工工作开展创造良好环境的同时，为煤矿开采工作安全度及运输效率的全面提高奠定良好基础。
1煤矿掘进在复杂地质条件下所面临的难点
1.1前掘后修的方式会导致工作量大大增加
从本质上来说，相对于其他类型的地质情况而言，复杂的地质条件本身就比较特殊。在这样的环境下进行煤矿开采工作，前掘后修也是一个十分重要的问题。在当前社会中，某些地区的煤层以及相关的顶底板是比较松软的，在开采的过程中，一个不小心，就很有可能发生破碎的现象。因此，在这种情况下，也很不利于巷道的成型。这样一来，也就会严重地影响到整个开采工作的进度。另外，在掘进的过程中，若是巷道顶底板发生了大幅度的收缩，那么也将会加快巷道的变形。因此，在复杂的地质条件下，为了确保煤矿开采工作的顺利进行，就必须要在掘进之后及时修补。
1.2巷道围岩问题
首先，在复杂地质条件下，煤矿巷道的围岩位置不稳定，在巷道支撑强度无法满足相关标准要求的情况下，极易出现煤岩层破裂问题，为煤矿掘进的安全性带来不利影响；其次，在煤矿开采过程中，地质条件的复杂性会对煤矿巷道围岩的支护强度带来一定的影响，进而影响巷道的整体稳定性，为后期回采工作的有效开展埋下安全隐患；再次，掘进巷道周围存在地下水时，受地下水的侵蚀作用影响，围岩会出现软化，进而影响支护的安全性；最后，复杂地质条件中可能存在断层结构，影响岩层的整体结构，并且顶板会承受较大的压力，给掘进支护的安全性带来不利影响。
1.3巷道断面问题
煤矿掘进技术在煤矿开采过程中的应用，对煤矿巷道断面和大小提出了更高的要求。巷道断面直接影响了煤矿的整体利用率，因而巷道断面应被做成矩形，这样不仅能将掘进技术充分应用到煤矿开采中，还能为煤矿开采的速度提供保障。除此之外，巷道大小直接影响着煤矿掘进的整体效率，这就需要在保障巷道安全性的基础上，维持大断面状态，为后期施工中使用大型机械设备提供安全环境，提高开采工作的高效性和便捷性。
2复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用
2.1前期准备
首先，技术人员要对地质环境进行全面的勘查，并根据勘查结果来选择恰当的机械设备进行辅助生产。目前，市面上最为常见的两种机械设备分别为综合式与普通式，对于这两种机械设备的选择要根据施工巷道的具体长度来确定。长度在300m以内的巷道可以采用普通式掘进设备；长度超出300m的巷道要选用综合式掘进设备。
其次，技术人员最终确定掘进设备后，要根据实际的施工情况来选择恰当的截齿结构。对于相对复杂的地质施工环境来说，施工人员可以选择耐磨性能较高的截齿结构来辅助掘进设备进行高效率的生产作业。
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最后，施工单位要根据实际的施工情况来制定合理的管理制度，确保机械设备在实际生产过程中能够充分发挥其自身的作用与优势，从而确保煤矿开采与生产工作顺利的开展。
2.2开门转为技术
近年来，随着我国社会主义市场经济的不断发展和科学技术的不断进步，对于煤矿资源的需求量也在与日俱增，但从某方面来讲，由于经济时代发展过程中，对于煤矿资源的过度开采，从而导致原本环境就比较恶劣的矿区的地质条件变得更差，因此在实际开采和施工过程中，不仅增加了煤矿企业的开采施工难度，同时也给开采人员的生命安全埋下了巨大的安全隐患，故此为最大程度地降低上述问题的发生，确保煤矿开采工作的顺利进行，在进行煤矿掘进工作中，当施工人员面对一些技术难题时，煤矿企业往往需对掘进机的自行开门施工工艺技术进行创新，以期在降低工作阻力的基础上，为掘进工作的“零”爆破目标的实现奠定坚实的基础。
2.3直接破顶支护技术
直接破顶支护技术主要的工作原理就是要求施工人员合理使用煤矿掘进设备，对煤矿开采过程中遇到的部分断层进行强烈破除与冲击除，在这一过程中，前期要保证巷道的断面呈现出较为稳定的自然拱形状态，后期对巷道实施加固支护。直接破顶支护技术不仅可以大大提升巷道在掘进过程中相关生产作业人员的安全性，同时也能够进一步增强顶板围岩结构的整体稳固性。在一般情况下，该种技术主要适用于硬度在5kPa以上的顶板岩石或者是断层落差达到2m以上的施工环境中。在这种施工环境下，施工人员要尽可能选择顶板岩石自行脱落的施工方式，同时也可以采用该种技术来对部分坡度相对较大的生产作业工作面的施工环境进行有效的支护。
2.4退后卧底技术
在煤矿掘进的过程中，如果煤矿的顶板与顶板间断层之间的落差能够保持在2.5cm或者是小于2.5cn，那么在这一情况中，在进行煤矿支护的时候，就需要借助相关的掘进机来使用退后卧底技术。在使用这一技术的时候，需要综掘机后退，实施卧底前进，并且与断层顶部的最低处保持安全距离，从而确保煤矿巷道在某一个位置中可以保持一定的稳定，从而达到理想的支护效果。从本质上来说，使用这一种技术，可以在一定程度上确保断层的完整性，也可以确保施工场地的稳定性，可以大大地提高煤矿开采作业的安全系数。但是，同时也必须要确保煤矿顶板的完整，才能够保证煤矿的安全掘进和开采。
2.5锚杆支护与U钢技术联合应用
在某些复杂地质条件的矿区当中，也经常会存在着一些坡度和落差比较大的断层。也正是因为断层的出现，所以就会导致整体的煤矿巷道不连贯，从而容易发生巷道坍塌、破碎等一系列的安全事故。因此，在这种地质条件下开展煤矿开采工作，就必须要充分地做好相应的保护措施。在这种情况下，若是采用U钢法来进行支护，只能够起到支护的作用。因此，在使用这一种方法的时候，还需要与锚杆支护技术结合起来使用，以此来完成对煤矿开采巷道的加固，从而确保煤矿开采作业的安全性，保障工作人员的生命安全。
结语
近些年来，随着我国国民经济的持续发展，整个生产行业对于煤炭资源的需求量呈现出逐年上升的趋势。在这种情况下，煤矿掘进支护技术就能够充分发挥其作用与优势，特别是在地质条件较为复杂的煤矿开采过程中，煤矿掘进支护技术虽然还存在着一定的缺陷有待完善，但其却能够有效克服煤矿开采过程中遇到的巷道断面、巷道围岩等技术难题，大大提高煤矿开采的效率，提升煤矿开采过程中的安全性，从而促进我国煤矿开采行业的可持续发展。
参考文献
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[3]刘继德.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术研究[J].建筑工程技术与设计,2018(29):742.
论文作者:黄治国, 郑军
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第05期
论文发表时间:2019/6/21
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