复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术研究.pdf

技术协作信息 复杂地质条件下的煤矿采煤掘进 支护技术研究 在地质条件较为复杂时， 煤矿采煤便会存在较大困难， 需要掘进支护技术的支持才能保障安全。 为实现采煤作业 的顺利开展， 并保障人员及设备的安全， 更多企业重视掘进支护技术的应用， 以此应对采煤时复杂的地质条件。以下 分析复杂地质条件下的煤矿采煤难点， 探究复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术。 ◎张亚强 （作者单位 冀中能源股份有限公司显德汪矿） 技术探讨与推广 引言 当地质条件较为复杂时， 地质 状况会欠缺一定稳定性， 也会存在一定异 常地带， 为采煤工作提出了更高的安全要 求， 考验着现有的采煤技术。要克服复杂 地质条件对采煤工作安全性带来的影响， 掘进支护技术的应用便十分重要， 因此该 项技术值得煤矿工作者深入探究， 以此为 煤矿的安全作业打好技术基础， 促进采煤 工作的顺利开展。 一、 复杂地质条件下的煤矿采煤难点 地质运动会带来地下岩层的破坏， 而 各类岩层间会存在节理发育、 围岩破碎等 问题。上述问题的存在， 会为煤矿开采带 来更大难度， 加深采煤环节的压力， 也会导 致煤矿裂缝数量的增加， 加大顶板山墙压 力。此外， 部分巷道所用支护体为开放式 结构， 当巷道顶帮的压力增长时， 巷道底板 围岩会承受更为集中的压力， 影响采煤安 全性。以下分析在地质条件复杂时， 煤矿 采煤会遇到的工作难点。 （一） 巷道挖掘困难 在复杂地质条件中， 矿井周边围岩构 造会被破坏， 进而降低围岩强度， 最终矿压 力会对采煤工作带来影响[1]。因此在地质 条件复杂时， 巷道要形成固定形状则较为 困难， 且巷道成型后也易形变， 受压力因素 影响， 巷道边围岩结构会导致巷道周边板 块被压缩， 此时巷道内支护技术的使用也 有难度， 没有支护技术的参与， 采煤安全性 便会受到影响， 该类状况会导致巷道挖掘 的效率、 安全性受到较大影响。 （二） 地质因素 煤矿开采一般由浅至深，由外到内， 该类过程会导致煤矿开采技术的应用受 到影响[2]。 例如当开采深度更大时， 其地质 条件也在同步发生变化， 而当下层地质被 破坏时， 上层地层也会受到影响， 拱状围岩 的承载压力也会逐步增大， 若无有效措施 对其及时解决， 便会引发整体的结构变形 问题。 （三） 半煤巷矿区安全 复杂的地质条件， 会导致巷道周边存 在大面积断层， 且巷道坡度、 巷道起伏变化 同时也较大， 在巷道的挖掘及掘进环节中， 会对掘进技术提出更高要求， 对设备、 支护 技术等的要求也会变高。此外， 为保障半 煤巷掘进的顺利， 还需同时确保施工环节 的安全性。 二、 复杂地质条件下的煤矿采煤掘进 支护技术 在矿井条件更为复杂时， 其内部存在 较大压力， 若长期未对矿井开展维护工作， 则会导致较大面积断层的出现， 进而带来 一定的安全隐患， 增加煤矿开采的难度[3]。 在此状况下， 便需合理选择掘进支护技术， 以该技术的应用， 为煤矿开采的顺利开展 提供基础。而在不同地质条件下， 所适用 的掘进支护技术也会存在一定差异， 以下 分析几类不同的掘进支护技术， 并分析掘 进支护应用需注意的重点问题。 （一） 软岩巷道支护 当煤矿有着更多断层， 尤其当岩石是 岩浆岩时， 因该类岩浆岩具备的遇水易膨 胀特性影响， 其中会夹杂更多泥岩， 其硬度 系数较差。在对该类巷道施工时， 为避免 巷道后续因承受压力的过大而变型， 则应 利用联合支护方法， 该支护方法中涵盖喷 浆、双层网片及 U 型的可伸缩金属支架。 在 U 型支架的使用中， 各架间距应保持为 1 米，并以联锁进行闭合。为避免环向受 压， 可在 U 型支架、 岩体两者间进行双层 金属网片的铺设。此外， 两帮及顶应利用 喷浆法， 因底板会存有裂隙， 为避免底鼓， 则底板要利用打地坪形式， 使其共同承载 压力。这一联合支护的方法，实现了对 U 型支架具备的高阻可缩、 结构简单等优势 的充分发挥， 以小孔径且高强度的预应力 锚索， 对支护围岩的相互作用管理进行改 善， 使其能和软岩巷道具备的特征即高应 力大变形相适应， 达成联合支护体的共同 承载目标。 （二） 掘进支护方法 在分析当下的煤矿采煤矿井状况后 可知， 在地质条件较为复杂时， 巷道掘进支 护技术的应用要重视锚网的应用， 使其成 为支护主体。此外， 还应结合实际状况， 利 用退后卧底法、 直接坡顶法等方式， 完成针 对性的支护， 以下对其进行详细解析。 首先 是退后卧底法。该掘进方式的应用要视实 际的矿井条件， 当煤矿顶板结构更为完整 且稳定， 且煤矿周边断层结构的落差在两 米五以内时， 则可选择该类方式， 然后利用 锚网支护法支撑保护巷道。在具体的施工 环节中， 掘进机器应保障在退后状态内， 而 卧底要在前进状态内， 该方式的应用， 能促 使巷道地位高度、 稳定程度满足需求。 而在 本技术的合理应用下， 会受断层影响的巷 道其顶板会具备更高完整性， 并将围岩稳 定程度提升， 因此该技术的应用， 能保障作 业的更强安全性。 其次是直接破顶法。该方式即利用掘 进设备， 破碎巷道顶部围岩， 因巷道周边围 岩会导致断层结构受到破坏， 则破碎围岩 后， 巷道顶部则会留有相对更为稳定的结 构， 此后再以锚网索完成巷道的支护。 在当 下的煤矿开采中， 该技术一般应用于坡度 更大， 而岩石坡度更小的条件中。 （三） 掘进支护要点 在掘进支护的应用中， 其关键点在于 对截齿、综掘机的选择。在综掘机的选择 中， 施工人员要考虑切割强度、 切割功率以 及设备的运行效率， 以此了解设备是否满 足作业的实际需求。 在选择截齿时， 施工者 应重点考虑截齿具备的耐磨性， 当截齿具 备更高耐磨性时， 则其使用寿命会更高， 不 仅能保障掘进支护的应用稳定性， 也能保 障安全性。 结束语 结合以上， 在地质条件较为复 杂时， 煤矿开采会面临的问题多种多样， 因 此对作业安全的要求较高， 对不同应用技 术的要求也较高。 在煤矿开采中， 只有掌握 影响作业安全的不同因素， 才能让掘进支 护往更为复杂地质条件下的开采作业中 进行应用， 提高采煤工作的安全性。此外， 因地质条件的不同影响， 则对不同技术的 选择也较为重要， 在煤矿开采环节中， 煤矿 人员要对不同技术合理选择， 结合采煤的 实际地质条件， 以此在保障矿井开采安全 性的同时， 保障采煤工作的效率性。 窑窑