岳百顺 武金冬
河北尧安矿业有限公司 河北 尧安 055350
摘要：复杂地质条件下，煤矿开采环境的未知因素和不可控因素明显增多，如果没有专门的安全设施和应急防范措施，很容易在开采过程中由于缺乏对地质环境的分析，造成矿难。因此，煤矿开采施工的技术选择应根据具体环境进行地质分析，最终确定科学合理的施工技术手段，以保证施工人员的施工安全。本文将对复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用进行解析。
关键词：复杂地质，煤矿掘进，支护技术
我国是煤炭高产大国，国家对于煤矿的相关开采与控制技术也成为当前国内外共同关注的焦点问题。采用采煤掘进支护先进技术能够有效提高深层次采煤效率与质量，同时减少煤矿开采危险因素，这也为煤矿企业健康发展提供了更多有利空间，值得深入研究和推广。
1 案例简述
我矿区是东西向的延伸结构，整体形状为不规则矩形，矿区的长度大约为 4km，宽大约为 3km，矿区的总体面积约为12 km 2，2004年6月建井，设计生产能力为0.6 Mt/ 年。顶板主要为粉砂岩，少量为泥岩和细砂岩。底板主要为粉砂岩和细砂岩，少量泥岩和粗砂岩。矿井生产期间多次对主运输皮带巷和轨道大巷进行了整改，巷道仍然出现底鼓变型，回采巷道和准备巷道变化量更大，局部变型严重地段制约了矿井生产。在此过程中，还结合了三采区运输大巷整个施工过程。
2 复杂地质条件下煤矿巷道掘进存在的难题分析
2.1 应力方面存在问题
这种应力对于整个巷道的稳定性和可靠性极为关键，其直接决定着巷道掘进的安全性效果。但随着当前中国煤矿开采深度的不断增加，相应应力方面也受到了较大的威胁，尤其是随着顶板岩性的不断变化，其具体的压力也就不断提升，进而也就很可能会导致起拱围岩受到较为明显的损坏威胁，形成的干扰比较明显，这一方面的地质影响需引起足够重视。
2.2 巷道顶底板的松散性对于巷道掘进的安全性产生威胁
煤矿巷道掘进工作的有效进行在巷道顶底板方面也受到了较大的威胁和影响，巷道顶底板的成形存在较大的问题，其很难达到较为理想的稳定性效果，容易在具体应用过程中出现较为明显的散乱现象，最终也就容易导致其出现安全隐患，需在较大程度上进行严格把关，分析其松散性的具体表现，进而也就能采取合理措施进行有效设计处理。
2.3 地质构造中断层会对开采安全性产生威胁
在具体煤矿开采过程中如果遭遇复杂地质构造，其很容易表现出较为明显的断层现象，这也就必然容易导致相应掘进操作的有序性受阻，需从各个方面分析相应断层的威胁和影响机制，进而才能采取较为理想的措施和手段进行不断优化改进，促使相应地质结构达到较为可靠的掘进安全效果，尤其是对于大坡度的巷道处理，更是需要引起足够重视。
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3复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术分析
3.1设备的选择与应用
煤矿采煤掘进技术涉及多种设备，其中主要就是综掘机，对综掘机的选择，应该注重它的型号、截齿等。首先看型号，综掘机的优势在于可以在复杂地质条件下缩短施工准备时间，同时提高采煤效率。具体来说，综掘机其自身拥有紧凑的结构，对于巷道的断裂面，包括煤矿区的煤岩强度指数、设备质量与体积大小、运行功率都有一定要求，所以要根据施工实际需要来选择合适的综掘机，做到设备与施工技术及内容相互匹配，这能最大限度降低复杂地质条件下煤矿深层采煤掘进的难度。
在截齿选择方面，要看它的耐磨强度，一般来说要选择耐磨强度超高的截齿，因为采煤掘进过程中会存在大量截割推进工作，如果截齿强度够高则可以减少磨损，对截齿本身与设备都起到一定的保护作用。在采煤掘进支护技术实施过程中通常会采用直接破顶、爆破等技术方式，如果设备截齿强度较高就可以为设备起到防爆保护作用，最大限度地保护设备不遭到强力施工破坏。
另外，对综掘机整体设备的选择应该与普掘机区分开来，具体来讲就是根据巷道挖掘长度来选择设备。就这一方面来说，中国已经有相关明确规定：如果工作面巷道的施工长度在300 m以上，要选择综掘机，如果是300 rn以下，则最好选择普掘机。可以见得两种设备都有各自优势。所以在实际的施工过程中必须合理选择安排设备，做到高效率施工。
3.2复杂地质条件下掘进支护技术的选择与应用
工作面存在断层地质情况的煤矿开采区，各煤层之间的连续性结构被破坏，矿体压力波动相对较大，严重阻碍了煤矿开采的作业进度，且影响了作业的稳定性与安全性。因此，针对不同的断层类型，应选择不同的、针对性的支护技术。
(1) 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2.5 m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。
(2)直接破顶法
直接破顶法主要利用掘进设备配合锚网技术来破除顶断层顶部围岩，同时留下结构相对稳定的顶板围岩部分，再利用锚网索对顶板围岩位置进行支护保护。在该施工技术实施过程中，要合理判断顶板落差，如果顶板围岩的落差在2 m范围内，同时岩石硬度在5级以内，其掘进过程会遇到顶板破裂问题，直接增加支护难度。因此对于采煤掘进岩层坡度较大的采煤工作应该选择直接破顶法消除不必要的顶层围岩结构，保证岩层坡度变缓，提高煤矿巷道的掘进支护技术实施效率。
(3)起坡卧底与顶煤放炮法
在煤矿的掘进作业中，经常会出现断层发育导致煤层上移的情况，针对此情况需采取卧底与顶煤放炮两种方法结合使用。如果巷道的断层揭露面超过o.7 m时，掘进设备的运行则需借助小于150的卧底法开展作业，如不存在顶板则可正常运行。如果煤矿的断层面超过2 m时，则需利用点小炮的技术，将超过掘进设备截割高度的顶板进行震落。如果断层巷道的暴露总高度过大，下方煤矿均不可保留，则会大大增加支护难度，在完成断层支护操作后，为保证巷道作业面的稳定性，可利用锚索支护的施工措施对断层进行支护。如果断层高度落差在2 m～4 m间，则不可使用放炮法进行作业，而需利用台阶施工方式，利用锚网支护技术做好上部巷道的支护，并利用后退卧底对下部巷道进行支护；
(4)临时支护U钢法
在工作现场经常会出现断层落差大的情况，这增加了岩石破碎、垮塌的危险性，给施工过程及施工人员的安全构成了威胁。因此，在这种条件下就需利用临时性的支护U钢法来处理断层，形成一个稳固的支架，避免出现岩石垮塌情况。需注意的是，支护u钢架应与锚杆支护连接起来，稍微倾斜，形成一定的角度，以确保钢架结构的稳定性，实现对围岩的有效防护。
总之，煤矿掘进支护技术对采煤的具体实施来说十分重要，必须结合具体的情况使其得到有效运用，并且不断对其进行优化。
参考文献：
[1]高勇泽.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术研究[J].能源与节能，2018(4).
[2]杨伟春.复杂地质条件下煤矿掘进支护技术应用分析[J].能源与节能，2018(3).
[3]李睿琦.试析复杂地质条件下的采煤掘进支护技术及其运用[J].能源与节能，2018(4).
论文作者:岳百顺,武金冬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/12
标签：巷道论文; 煤矿论文; 断层论文; 地质论文; 顶板论文; 围岩论文; 条件下论文; 《防护工程》2018年第18期论文;