摘要：虽然现阶段煤矿井下掘进支护技术在国内很多煤矿生产过程中都发挥出了非常关键性的作用，但是该技术在实际应用时仍然存在一些技术缺陷还有待改善。笔者相信随着国内科学技术的不断发展，该技术一定会在相关研究人员的优化下得到巨大的突破，同时也会为国内煤矿开采领域的进步和发展添加助力。本文基于复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用展开论述。
关键词：复杂地质；条件下；煤矿掘进；支护技术应用
引言
煤矿企业所面临着复杂地质条件，是对保证其安全生产的最大威胁，极容易造成安全生产事故的发生。面对此形势，煤矿企业必须要重视支护技术的充分运用，用安全稳定的支护技术作业效果来提升生产作业的安全性。所以，煤矿企业要积极进行支护技术应用的探索与改进，不断的增强支护技术功能的先进性和实用性，来最大化的发挥支护技术对掘进生产所发挥的安全保障作用，以更加先进有效的支护技术来服务企业的安全生产，从而提升企业的安全生产管理水平，为煤矿生产的“零伤亡”目标的实现做出应有的贡献。
1复杂地质条件下煤矿开采掘进支护技术应用重要性
煤炭作为我国生产和生活的重要能源在社会经济建设中具有举足轻重的作用。为了持续稳定的服务国家经济建设，煤炭必须要保证安全高效的生产能力。虽然我国所具备的煤炭资源非常丰富，但是随着长期的大量开采和使用，已经显现出枯竭的态势。为保证足够的产量，就需要在地下的更深处进行探索和挖掘，那么所面临的采掘环境就会更加复杂，加大了采掘的难度。在此过程中，对于企业的安全生产工作带来非常不利的影响。近年来，煤矿企业安全事故的发生率居高不下，煤炭采掘已经成为高危行业的代名词。如果发生安全事故，则造成的人员伤亡是非常惨重的，会在社会上造成极大的负面影响。给党和政府以及煤矿企业都带来形象和经济上的损害。因此，随着煤矿的生产作业环境日益复杂，安全生产工作就越需要加强。而采掘作业中的支护技术运用，可以极大地提升采掘的安全性，提高企业的安全生产管理水平，从而使员工能够在稳定安全的作业环境中顺利完成生产任务。
2复杂地质条件下掘进过程中存在的问题
随着煤炭埋藏深度的不断增加，回采工作对于上覆岩层的地质构造产生的破坏也在增大。而且随着围岩应力的增大，岩石出现软化现象，进一步增加回采工作的难度。当回采工作面的地质条件复杂时，由于煤层顶板的岩性已经变得十分松软，顶板极易破碎。当回采工作面不断推进的同时，顶底板由于应力的作用会产生收缩现象，加剧巷道变形，这种情况会进一步增加掘进工作的安全风险，产生极大的安全隐患。因此，掘进工作中往往需要对巷道不断维修，这样就加大了工作量，降低了生产效率和效益。（1）容易前掘后修问题在煤矿开采过程中，遇到复杂地质条件时，需要完成前方的掘进工作，并及时修补巷道的顶底板，为后续工作的有效实施提供保障，但会影响煤矿开采工作的整体效率，这被称为前掘后修。前掘后修问题极易出现在复杂地质条件中的煤矿开采工作中，特别是在松软煤层或顶底板位置，往往会造成破碎问题，不仅会影响煤矿巷道掘进工作的有效开展和巷道成型，还会影响煤矿挖掘的整体效率。除此之外，在煤矿掘进过程中，巷道顶底板位置极易出现收缩变形，会加速煤矿巷道的变形。因此，前掘后修模式虽然为煤矿掘进工作的有效实施提供了保障，但在很大程度上增加了煤矿掘进的工作总量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(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。
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。
4锚杆支护技术
锚杆支护技术与其他几种支护技术相比具有较为明显的普遍性。站在客观的角度来看，大部分煤矿开采期间的施工环境均较为复杂，因此在实际开采煤炭的过程中，施工队伍就会经常遇到落差较大的断层。由于这些断层层面破碎情况较为严重，因此其稳定性就相对较差，这就极易引发局部坍塌与局部破裂等情况的发生，从而严重阻碍巷道的掘进活动的开展。针对于上述情况，施工人员就可以采用锚杆支护技术来对巷道进行有效的支护。在大多数情况下，锚杆支护技术在实际应用的过程中，主要采用的加固方式以U型钢构件为主，通过这种加固方式可以对掘进巷道内的部分断层结构进行整体的加固。同时在该种加固方式的基础上合理应用锚杆支护技术，可以进一步增强巷道断层结构的稳定性，确保巷道掘进工作的顺利开展，大大减少由巷道内断层坍塌而引发的安全事故发生率。
5应用后退卧底的支护方式
当巷道遇见落差不超过2.5m的断层时，若顶板的强度符合相关规定的标准，可以采用锚索网联合支护技术来加强围岩的强度，提高围岩的稳定性。当对围岩进行支护时，首先应该将掘进机移至15米外。当掘进工作面遇见土坡时，并且土坡的坡度大于工作面的坡度，其卧底可以利用不超过12°的载坡。通过采用后退卧底方式来确保下巷道的高度能达到支护的技术标准。在掘进过程中遇见断层发育且断层发育导致煤层出现下移的情况下，可以使用后退卧底式保证巷道的高度能够符合支护的技术要求。使用后退卧底式支护技术，在过断层时能够有效减少断层对巷道顶板围岩的不利影响，增强巷道围岩的稳定性，取得良好的支护效果。但是这种支护方式的缺陷也很明显：相比于其他支护方式来说，具有较大的工作强度；在加高巷道高度的同时，作业量也同样上升。所以当采用后退卧底式技术过断层时要进行全面的锚索网加固，并且按照相关规定控制巷道高度，保证巷道的稳定性和工作面的安全性。
结束语
煤炭资源是国内非常重要的基础资源，与我国经济实力水平有着非常密切的联系。随着国内经济的高速发展，煤炭资源的大量消耗，不可再生的煤炭资源量逐年减少，煤矿开采企业逐渐向一些复杂地质环境中所潜在的煤炭资源进行开发和利用。与传统的施工环境相比，该类施工环境的操作难度和技术要求都有着显著地提升。为了可以降低煤矿掘进生产工作潜在的安全风险，技术人员引进了一些先进的掘进支护技术，并且在实际应用中也取得了良好的成效，这也是笔者将要与大家进行重点分享和探讨的主要技术。
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论文作者:申永红
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/1
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