关键词：复杂地质；煤矿掘进；支护
1采煤复杂地质情况分析
在进行煤矿开采工作的过程当中，相关工作人员需要对开采现场进行全面仔细的勘查，并对勘查结果进行分析，从而为工作计划的制定提供有力的依据。从实际的角度来讲，大部分的煤矿开采都不会在地表的位置，需要进行掘进，从而使得煤矿开采工作存在着一定的危险性，进而对掘进支护技术提出了更高的要求，支护技术的应用效果也会受到诸多因素的影响。
首先，伴随着开采范围的逐渐扩大，使得开采深度也有所增加，如此一来，很容易对原有的地质结构造成破坏，增加了围岩的应力，进而使得煤层的顶板和底板出现相应的变化，使得煤矿开采的安全风险明显增加，对工作人员的人身安全造成了极大的威胁。
另外，由于煤矿开采区域多处于非常恶劣的地质环境当中，会出现大断面巷道或者是巷道断层的情况。因为很多煤矿的地层土质不够密实，进而给掘进工作造成了很大的困难和阻碍，巷道的形状无法固定，受到外界因素的影响很容易出现形变，增加了安全隐患。
除了上述的情况之外，煤层的顶板和底板岩石强度相对较弱，在进行掘进的过程当中很容易出现破碎的危险，并且在掘进的过程当中，由于形变的影响，增加了意外发生的几率。在这样的情况之下，如果相关的工作人员不能及时发现和控制潜在的风险，势必会导致情况进一步恶化，在很大程度上增加了垮塌的风险，工作人员的施工安全也就无法得到有效的保障。
2复杂地质条件下煤矿掘进支护技术应用
2.1工程概况
某矿为国有重点煤矿，为高瓦斯矿井。4.5m为煤层平均厚度，地质勘查资料显示，本顺槽巷道存在平均1.2m厚的伪顶，其主要为泥砂岩，且顶部破碎问题突出。观察发现，顶板以上2.8m范围内多为混合岩层（粉砂岩夹炭质泥），部分区域存在离层情况。顶板以上10m范围内主要为粉砂岩。施工过程中出现过断层现象，无法预留巷道过断层伪顶，垮落面积较大，甚至出现下沉，大大增加了巷道支护施工难度。为避免支护失效，提高巷道掘进效率，增加施工安全，在巷道掘进初次支护后提出采用高强锚注支护对巷道进行二次加固。
2.2原巷道变形破坏特征
巷道掘进期间，首先施工1m两架单层3节U型钢，等卸压后，施工3架双层3节U型钢；回采期间，翻修400mm的单架双层３3节U型钢，在围岩和Ｕ型钢中间架设1层木梁棚。掘进期间，巷道变形破坏表现为：
（1）巷道支护破坏严重。Ｕ型钢支架破坏严重，巷道变形剧烈，难以满足安全生产。后期维护费用高，制约着矿井高效发展。
（2）巷道出现非对称破坏现象。①巷道两帮出现非对称，靠近工作面实体煤侧变化剧烈；②底鼓严重，巷道左侧底鼓量大于右侧底鼓量；③关键部位变形量大，易造成巷道整体失稳。
综上所述，巷道围岩变形破坏原因：①煤层埋藏深；②工作面超前支承压力影响大；③巷道围岩强度低；④支护不合理；⑤两向不等压受力。
2.3巷道支护技术方案
巷道顶板中空注浆锚索按2-1-2形式与初次支护锚索“插空”布置，排距为1.0m，间距为2.7m，锚索方向与巷道岩面垂直；巷道两帮中空注浆锚索按2-1-2布置，排距为1m，间距为2.4m。
为了防止巷道掘进后在施工永久支护时空顶顶板出现破碎、冒落现象，保证巷道支护安全，决定在巷道掘进时采用撞楔超前支护。
为了进一步提高顶板稳定性，防止顶板离层现象，决定在巷道破碎区域架设工字钢棚。
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2.4高强锚注支护
（1）注浆锚杆施工
①锚杆钻孔。采用锚杆钻机配合Φ32mm钻头钻孔。钻孔时应按照先顶后帮的顺序依次进行，孔位和钻孔角度误差分别控制到100mm和5°以内，锚杆孔深度到设计2700±50mm。
②安装锚杆。在钻孔中依次放入1支k2370树脂锚固剂，药卷被锚索缓慢地推向眼底，将锚索与锚杆钻机相连接，并启动锚杆钻机使其边推进边搅拌，待锚索达标设计深度后再继续搅拌30~60s，施加预紧力前务必等待60~120s。
③施加预紧力。安装止浆塞后，对锚杆施加预紧力，施加预应力不低于30kN。
（2）注浆锚索施工
①锚索钻孔。Φ40mm钻头钻孔时使用锚杆钻机相配合，现场操作时，人工扶钻，湿式钻孔。钻孔时的顺序应按照先顶后帮依次进行，锚索孔位误差不大于100mm，钻孔角度误差不大于5°，拱顶锚索孔深度到设计8000±50mm，两帮锚索孔深度到设计6000±50mm，并清理干净钻孔内的碎屑和积水。
②安装锚索。在钻孔中依次放入树脂锚固剂ck2370与z2370各一支。药卷被锚索推向眼底的过程要缓慢，将锚索与锚杆钻机连接，并启动锚杆钻机使其边推进边搅拌，待锚索达标设计深度后再继续搅拌30~60s，撤去锚杆钻机前务必等待60~120s。
③张拉预紧。在锚索尾部依次安装止浆塞、推杆、托盘、锁具，用锚索张拉机具进行加压，张拉预紧力不低于100kN。
2.5非对称控制技术
根据原有巷道变形破坏特征，巷道出现非对称变形，采用“薄弱结构加强支护”的理念来解决非对称变形。
（1）小孔径预应力锚索支护。在巷道煤柱侧薄弱位置补充1根长7300mm、直径18.9mm的7股钢绞线预应力锚索。
（2）高强预应力让压锚杆支护。在工作面煤壁侧底板左侧和中下部薄弱位置补打1根长2400mm、直径22mm的HRB500高强预应力让压锚杆。
3关于提升煤矿巷道掘进支护技术水平的方案
3.1通过提升支护技术来进一步提高支护的承载能力
在施工方案制定之前，一定要做好相关的准备工作。通过实地考察，了解把握工程现场的地质环境，同时参考相关标准进行方案的制定与再修改。另外，在具体的施工中要严格按照相关的制度标准以及方案进行施工，不要按照经验，这样很容易出现操作失误。为了进一步增强稳固性，在进行支护模块的工作时，应选择稳定性较高的岩层加以固定。
3.2做好安全质量监督工作
煤矿行业是危险系指数较高的行业之一。在开采煤矿的过程中，始终坚持安全生产为第一原则。在工程开展的过程中，一定要及时做好相关地质环境的检测、技术设备的检查，同时做好不同岗位的分配工作。质量安全管理监督是一项长期的工作，并不是一朝一夕的，而是一项必须长期坚持的工作。另外，在日常要对施工人员做好安全教育培训工作，不断提高大家的安全生产意识，做到作业时时刻保持警戒心、责任心。
3.3不断更新新技术、新工艺
当前技术的发展是不能停止的，因此要具备创新意识、创造能力。注意技术之间的融合发展，高科技的融合使得相关工作自动化生产，提高准确性的同时提高工作效率。
结语：综上所述，煤矿产业是高风险产业，安全事故高发。复杂条件下的煤矿掘进事故更是频发，并且事故的危害性十分大。所以，应引起相关部门和人员的足够重视。在实际工作过程中，工作人员要认真考察实际地质环境，特别是岩层的性质，根据考察结果选择合适的掘进技术，注重支护优化工作，预防巷道冒顶，有效加固巷道围岩等，以提高煤矿巷道安全事故。
参考文献
[1]郝俊伟.大断面支护在矿井工作面上巷的应用效果探讨[J].当代化工研究,2019(13):82-83.
[2]刘康.巷道支护设计方法研究[J].能源与环保,2019,41(10):159-161+165.
[3]王亮.复杂条件下软岩煤层支护工艺研究[J].山东煤炭科技,2019(10):25-27.
论文作者:冯学武
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第24期
论文发表时间:2020/1/16
标签：巷道论文; 煤矿论文; 钻孔论文; 顶板论文; 地质论文; 技术论文; 锚杆论文; 《工程管理前沿》2019年第24期论文;