摘要：在煤炭深埋区大肆开采的阶段，由于矿井下的地质条件复杂多变，其掘进开采的速度将会受到断层、褶皱、地温、低压等地质水文条件的影响，因此应提高支护技术的灵活性与实用性。遇到断层或高冒区、采空区时可以采用注浆加固、锚索铺设等支护技术和方法，依据顶底板岩层的性质来选择加固、支护的方式，同时也要充分利用好矿用机械设备自身的临时支护功能，合理配置整合内外支护功能。
关键词：复杂地质条件；煤矿掘进支护；技术分析
1掘进的地质条件
1.1褶皱
在采煤巷道掘进过程中，褶皱的出现频率较高，可以分为一二三四类井田，其中一类井田煤层产状稳定、波伏起伏较少，对采区的划分没有影响；二类井田的产状部分稳定，只有次一级少量的褶皱出现，对产区的正常规划影响不大；三类井田的煤层产状变化较大，有一定数量的紧密褶皱出现或次一级褶皱比较发育，对采区划分影响较大；四类井田的产状变化大且紧密褶皱发育多，已经严重影响到褶皱的正常规划了。
1.2水文地质条件
水文地质条件对煤层采区的正常划分也有很大影响，按照受到侵蚀、堆积等水文地质作用的大小可以分为四类煤层；其中一类煤层（裸露类）的开采一般在侵蚀基准面以上，含水层中的水包括了潜水、上层水带、有压或无压层间水，在巷道的掘进过程中出现的清水能够依靠自身的排水沟进行自流排放，但会受到大气降水的影响，对矿区影响不大；二类采区（半裸露型）的上部在侵蚀基准面之上，下部在基准面以下，煤层采区的充水层含有潜水、上层滞水、有/无压层间水，其中基准面以上的水多为无压水，基准面以下的水有一定的压力，在排水方面有机械排水与自流排水两种方式，巷道内的涌水量随着季节的变化而变化，在岩溶水涌出等条件下对煤层开采有着一定的影响；三类煤层（浅埋型）基本上都在基准面之下，但是埋深小于500m，上部由第四系松散层覆盖，极少地区还有局部在第三系伏于第四系之下的采煤区，其含水层中的水有水头压力，其涌水量的大小及涌出方式都对煤层的开采有直接的影响；第四类煤层（深埋型）的采取全部深埋在侵蚀基准面500m以下，煤系地层以上有着巨厚的岩层、松散层覆盖着，充水层主要是承压的薄层灰岩溶裂隙水、砂岩裂隙水、古岩溶系统的后层灰岩裂溶水等，现代岩溶发育基本没有，其开采工作顶板承受的水压较高，严重影响着煤层的开采。
1.3地温地压的冲击
采煤工作面的支护也会受到地温、地压的冲击与影响，当地温小于31℃时，煤柱与岩石将会受到高地应力的作用而发生爆炸式破坏，形成岩爆型冲击地压；在31-37℃地温时，矿层上伏的坚硬且厚的的老顶在矿柱上悬伸，夹紧对矿柱的加载并在达到一定跨度时发生垮落或折断，形成压力波，对矿柱造成极限应力状态的瞬时破坏；当地温大于37℃时，煤岩体在构造应力的作用下发生突然失稳冲击，形成构造型冲击地压。
1.4顶底板岩层性质
一般对矿井巷道的掘进都需要假设支架、顶底板等支护设备，都会受到岩层性质的影响，一般在顶板岩石硬度中等、完整性好、节理不发育的煤层中顶底板的设置较为平直稳定；岩层局部凹凸不平，但是其节理发育情况较少、完整性中等时，顶底板较为平整，容易出现块裂；如果出现连贯的凹凸且完整性差、伴随节理发育，岩层岩质松软易破裂，顶底板的起伏较大；而岩层以较软顶板岩性出现，其松软破碎，节理发育、完整性极差，极易松散冒落，顶底板就会凹凸不平，严重影响到支护的作用。
2掘进支护技术
2.1临时支护设备与技术
由于井工作业中机械水平的提高，使许多机械设备的功能中都包括临时支护的性能，特别是综掘机自身的液压系统，把设备自身的稳定与液压系统自身的稳定性结合在一起，在进行系统的开停机闭锁装置应用时，经过实验数据表明，利用机身的液压锁进行临时支护的效果奇佳，安全性与可靠性都较强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2穿越断层的锚网支护技术
在历经断层较多、岩层梯度坡度递减或坡度较大的井下巷道掘进中，可以采用破顶法与锚网索相结合的技术来进行工作面、巷道的稳固支护。通常顶板上层岩石的硬度＜5m，其硬度落差控制在≤2m左右，这就给破碎顶板岩层提供了一个契机，再将锚网索铺设在破顶上方，将钢筋梯子与锚杆连接，从而达到支护的效果。而在岩层硬度较高、完整性较好的巷道内，利用<2.5m的落差距离，用退后卧底法进行围岩的支护保护，掘进机采取先后退，然后卧底前进的方式，这样就可以在断层链的煤层中安全前进。
2.3注浆加固的支护技术
造高冒区进行注浆加固不仅可以提高围岩的强度，还可以对巷道的空间裂隙与空区进行填充，以增强岩层的稳定性，提高支护效果[3]。例如，在高冒区的侧墙形成较好的一端进行沿中线掘进、挖到实底后作为基础墙，再将砂浆和料石进行间隔性铺设，让其侧石的高度与巷道规定高度一致后架设架棚，利用金属网铺设与锚杆、锚索的紧固作用，将支护的作用发挥到极致。
3复杂地质条件下煤矿掘进支护监测
3.1矿压监测
矿压监测的内容主要包括两方面：
（1）监测站的布设，每条锚杆支护的巷道当中都要安设相应的监测点，为提高监测质量，采用顶板离层指示仪进行监测。在具体监测过程中，综合监测站距离顶板离层指示仪的数量和间距要根据煤矿掘进巷道当中围岩的具体情况进行合理调整。
（2）观测频率的确定。通常情况下，距离煤矿掘进开采面层越近的监测点，观测频率越高，在距离工作面0~50m距离的监测点，每天要观测1~3次，距离工作面50~80m距离的监测点，观测频率可以适当降低，每三天观测一次即可。超过80m距离的监测点，每周观测一次即可。
3.2综合监测
复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的综合监测的内容包括以下几个方面：①煤矿巷道表面位移监测。确保开采煤矿巷道中位移监测基点安设的牢固性，通过十字布点的方式安设监测站，同时测站上要安设两个监测断面；②巷道顶板离层的监测。就该煤矿开采掘进支护而言，采用了LBY-3型号的顶板离层仪对顶板进行科学合理的监测。在巷道掘进过程中，每隔80m就要安装一组顶板离层指示仪进行矿压监测。在具体监测过程中，要边监测边对监测的数据进行收集和汇总，以便真实准确的判定出煤矿掘进支护是否稳定；③锚杆锚索受力监测，在煤矿掘进工作面上采用LDZ2000锚杆测力计对锚杆具体的受力情况进行全过程监测，发现问题及时解决；④日常监测。当顶板离层在0.3m以下时，为提高煤矿支护质量，要沿着巷道中心纵向打设两排锚索托架支护，并控制锚索的排间距在1.6m×1.6m，凡是超过0.3m的顶板离层，要采用注浆加固顶板后架工字钢棚支护的方法搭设煤矿掘进支护，以便最大限度上保证煤矿掘进开采的安全性。
3.3回采工作面矿压观测
在煤矿掘进支护支架上安装YHY60型数显压力表，每组支架上安装两个数显压力表。每天观测1~2次，并上报给造成上级部门，发生异常及时采取相应的处理措施，避免发生不必要的安全事故。
结束语
伴随着科学技术的快速发展，我国煤矿开采的强度也逐渐增大，煤矿的开采范围及开采深度日趋增大，促使煤矿开采的地质条件变得越来越复杂。因此，复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用研究是当前研究的重点课题。本文在煤矿复杂地质工作面分析的基础上，对其影响因素及掘进技术进行了深入探究，以确保煤矿巷道掘进的顺利开展。
参考文献：
[1]张旭清.复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用[J].能源与节能，2017，03：147-148.
[2]陈广伟.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析[J].中国新技术新产品，2017，18：73-74.
[3]张涛.复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用[J].机械管理开发，2017，3209：96-97.
[4]张竹勤.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析[J].能源与节能，2017，10：114-115.
论文作者:赵炎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/25
标签：巷道论文; 煤矿论文; 顶板论文; 煤层论文; 岩层论文; 地质论文; 条件下论文; 《基层建设》2018年第4期论文;