复杂地质煤矿采煤掘进支护技术的运用.pdf

第 １０ 卷 第 １０ 期 ２０１９ 年 ５ 月 黑龙江科学 ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｖｏｌ􀆱 １０ Ｍａｙ􀆱 ２０１９ 复杂地质煤矿采煤掘进支护技术的运用 佟庆大 沈阳焦煤鸡西盛隆矿业有限责任公司ꎬ黑龙江 鸡西 １５８１００ 摘要 在复杂地质条件下进行采煤ꎬ对工人的专业能力以及使用的采煤技术均有较高的要求ꎬ在使用掘进支护技术采煤时ꎬ应完善 矿井内的设施ꎬ选取适宜的掘进支护开采设备ꎬ了解复杂地质条件对掘进支护技术的影响ꎬ运用锚网支护技术等完成采煤工作ꎬ保 障采煤工作的顺利实施ꎮ 关键词 复杂地质煤矿ꎻ采煤ꎻ掘进支护技术 中图分类号 ＴＤ３５３ 文献标志码 Ｂ 文章编号 １６７４ －８６４６２０１９１０ －００７８ －０２ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｄｒｉｖｉｎｇ ｉｎ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏａｌ ｍｉｎｅｓ ＴＯＮＧ Ｑｉｎｇ￣ｄａ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｃｏｋｉｎｇ Ｃｏａｌ Ｊｉｘｉ Ｓｈｅｎｇｌｏｎｇ Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏ􀆱 ꎬ Ｌｔｄ􀆱 ꎬ Ｊｉｘｉ １５８１００ꎬ Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｍｉｎｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｗｏｒｋｅｒｓ’ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ􀆱Ｗｈｅｎ ｍｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄꎬ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ａｎｄ ｍｉｎｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄꎬ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｗｏｒｋ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｂｏｌｔ￣ｍｅｓｈ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｍｉｎｉｎｇ􀆱 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏａｌ ｍｉｎｅꎻ Ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇꎻ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 收稿日期２０１９ －０３ －２５ １ 复杂地质煤矿采煤掘进支护 １􀆱 １ 选取截齿 挑选恰当的掘进设备后ꎬ对掘进机截齿的选取涉 及到设备的利用率ꎬ也会影响施工的整体效率ꎮ 在挑 选截齿的过程中ꎬ耐磨性是选择的核心因素ꎮ 截齿若 不具备很强的耐磨性ꎬ其施工质量就不会得到相应的 保障ꎬ且有可能加大截齿的报废率ꎬ增加生产费用ꎮ 选 取截齿的时候ꎬ要挑选强度高且耐磨性好的截齿ꎬ特别 是在复杂的地质条件下ꎬ施工人员更要挑选出性能良 好的设备ꎮ 假设岩石硬度高于掘进设备的工作能力ꎬ 则需要使用爆破的形式来处理ꎬ以此来维护设备的使 用寿命ꎮ １􀆱 ２ 选取掘进设备 如今在巷道掘进中所使用的设备是一般的掘进机 与综合掘进机ꎬ均为工人按照实际建设条件与巷道长 度来挑选ꎮ 按照建设要求规定ꎬ假设巷道长度 ３００ ｍ 时ꎬ应当使用一般的掘进设备ꎬ相反ꎬ要选取综合掘进 设备ꎮ 掘进设备的选定方式在本质上取决于设备施工 的特征ꎮ 采用综合掘进设备ꎬ能够缩短施工的准备时 间ꎬ确保掘进工艺的选取与生产实际相符ꎮ 在采用综 合掘进设备的过程中ꎬ应挑选合适的设备型号ꎬ这些工 作取决于现场的施工条件ꎮ １􀆱 ３ 临时支护方式 要确保掘进施工的安全与稳定ꎬ在运用综合掘进 设备时ꎬ可采用综合掘进液压系统构成临时支护ꎮ 该 技术已经在掘进施工中得到运用ꎬ且收到明显效果ꎮ 运用时要重点检查设备系统是否稳定ꎬ液压闭锁设备 功能是否良好ꎮ ２ 复杂地质条件对掘进支护技术的影响 在复杂的地质条件下进行煤矿采煤工作ꎬ会受到 诸多不利开采因素的影响ꎬ降低了煤矿采煤的效率ꎮ 通过对复杂地质条件下煤矿采煤现状进行分析ꎬ正确 认识煤矿开采的不利因素ꎬ合理使用掘进支护技术进 行煤矿开采ꎬ最大程度上避免煤矿开采造成的危害ꎮ ２􀆱 １ 复杂地质条件的地质变化对掘进支护技术的 影响 工人在采煤时是由外到内、从浅处向深处进行开 采ꎮ 在复杂地质条件下进行煤矿开采工作ꎬ地质结构 会因外在环境的影响而发生变化ꎮ 在煤矿开采放顶 时ꎬ要检查复杂地质条件的环境ꎬ再打孔爆破ꎮ 在放顶 过程中ꎬ避免因工具选择的不合理而影响放顶工作的 实施进程ꎮ 放顶工作会对煤矿顶层的岩石造成外力作 用ꎬ无形中会增加掘进支护技术的难度ꎮ ８７ ２􀆱 ２ 矿井运行路线对掘进支护技术的影响 在复杂地质条件下进行煤矿采煤工作会受到多种 因素的影响ꎬ其中矿井道路运行路线对煤矿采煤工作 的影响极为明显ꎮ 在进行煤矿采煤工作时ꎬ要根据煤 矿的开采情况ꎬ制定矿井道路的运行路线ꎬ而矿井道路 在使用过程中极易受到外力的影响而发生变形ꎮ 矿井 道路的运行路线出现变形后ꎬ就无法满足掘进支护技 术的使用需求ꎬ影响煤矿的采煤效率ꎮ ２􀆱 ３ 煤矿开采设备对掘进支护技术的影响 在复杂地质条件下进行煤矿采煤工作ꎬ要根据采 煤的实际需求使用掘进支护技术ꎬ同时要与煤矿开采 设备相配合来完成煤矿的采煤工作ꎮ 如煤矿开采设备 落后ꎬ则会增加煤矿采煤工作的难度ꎬ给煤矿采煤工作 埋下安全隐患ꎮ ３ 复杂地质条件下煤矿采煤掘进支护技术 的应用 ３􀆱 １ 完善煤矿矿井内部的设施 在复杂地质条件下进行煤矿采煤工作ꎬ应当根据 矿井的实际情况ꎬ加固矿井道路以及放顶结构ꎬ通过完 善煤矿矿井内部的设施规划建设ꎬ避免矿井内部受外 力作用而出现变形ꎮ 在煤矿采煤过程中ꎬ可以在矿井 内安装适宜的缓压设施ꎬ通过对矿井内断面的修补ꎬ避 免矿井内部对采煤掘进支护技术的影响ꎮ 同时ꎬ确保 矿井内的通风ꎬ时刻保持矿井内部的干燥ꎬ避免矿井内 部由于潮湿而出现矿道坍塌ꎮ 当矿井开采到达一定深 度时ꎬ应当在矿井内部安装相应的排水系统ꎬ及时将矿 井内产生的地下水排出ꎬ使矿井能够长时间处于干燥 状态ꎮ 通过完善煤矿矿井内部的设施ꎬ提高矿井内部 的运行安全ꎬ提高煤矿采煤的工作效率ꎮ ３􀆱 ２ 使用适宜的掘进支护开采设备 在复杂地质条件下使用掘进支护进行煤矿采煤ꎬ 应当使用适宜的开采设备ꎬ从而降低煤矿采煤的难度ꎬ 提高煤矿采煤的效率ꎮ 使用适宜的掘进支护开采设 备ꎬ第一ꎬ要对煤矿矿井进行勘测ꎬ通过实地考察确定 煤矿是否适宜使用掘进支护技术ꎻ第二ꎬ要根据矿井内 部的环境ꎬ选择适宜的煤矿开采设备ꎬ运用掘进支护技 术进行采煤ꎻ第三ꎬ选取的开采设备要符合掘进支护技 术使用要求ꎬ确保矿井内部通道能够使用掘进支护 技术ꎮ ３􀆱 ３ 运用锚网支护技术完成煤矿采煤 如煤矿内部岩层较为坚固ꎬ应当使用退后卧底法 进行煤矿采煤工作ꎮ 退后卧底法的操作较为安全ꎬ但 对工人的体力具有较高的要求ꎮ 使用此方法时ꎬ应选 择合适的工人ꎮ 煤矿地质环境较为复杂且不稳定时ꎬ 可以采用直接破顶法进行煤矿采煤ꎮ 使用直接破顶法 时要注意巩固的选择ꎬ尽量避免地质环境对煤矿采煤 工作的影响ꎬ保障工作人员的人身安全ꎮ 通过运用锚 网支护技术完成煤矿采煤工作ꎬ可以针对不同的地质 条件选择适宜的方法进行开采ꎮ ３􀆱 ３􀆱 １ 退后卧底方式 在复杂地质煤矿掘进过程中ꎬ如果顶板完整ꎬ同时 结构稳定ꎬ顶板和顶板间的落差低于 ２􀆱 ５ ｍꎬ就可使用 支护的方法ꎮ 在此过程中ꎬ掘进设施一直维持后退的 状态ꎬ卧底始终前进ꎮ 该方法能够充分满足煤矿巷道 内部位置的相对高度与稳定性ꎮ ３􀆱 ３􀆱 ２ 直接坡顶方式 通过掘进设施把断层顶部直接破除ꎬ把比较稳定 的顶板保存下来ꎮ 需要关注的问题是在顶板落差 ２ ｍ 内ꎬ同时岩石硬度在 ５ 级以下的顶板围岩ꎬ在掘进过程 中有可能会发产顶板裂开问题ꎬ增加支护的难度ꎮ 如 今ꎬ该项技术通常是在较缓的岩石坡度以及整体坡度 大的巷道掘进工作ꎮ ３􀆱 ３􀆱 ３ 锚杆临时支护与 Ｕ 型钢架方式 在复杂地质煤矿中有很大的断层ꎬ在此种情况下ꎬ 易发生崩塌与破碎问题ꎮ 可采用锚杆支护与超前支护 等临时支护方式ꎬ再加上 Ｕ 型钢结合使用ꎬ锚杆倾斜 角度的控制限度为 ４５ꎮ 在此基础上ꎬ加固围岩结构ꎬ 借用预紧力ꎬ预防在掘进的时候产生顶板破碎的问题ꎬ 有益于掘进工作面的安全与稳定ꎮ 锚杆支护设计施工 的规定第一ꎬ支护设计要有依据ꎮ 考虑到巷道断面形 状与其稳定性ꎬ对比巷道松动圈ꎬ如果受到采动的压 力ꎬ易于使松动圈的大小和形状变形ꎬ通过现场的检 测ꎬ受影响的松动圈大了 ２ 倍左右ꎮ 因此ꎬ在进行采动 的前后ꎬ围岩类型会发生显著的变化ꎮ 所以ꎬ在进行设 计过程中ꎬ应考虑到大松动圈的范围进行设计ꎮ 第二ꎬ 依据设计孔位做好标记ꎮ 锚杆的孔位距离应保持在 １００ ｃｍ 范畴以内ꎮ 锚杆孔轴向偏差不应比 ３高ꎮ 锚 杆孔的深度不可以比杆体的有效长度小ꎬ也不可以比 有效长度 ３０ ｃｍ 还大ꎮ 锚杆端部应当推至孔底处ꎬ尾 端位置外露长度应小于 ２０ ｃｍꎮ 第三ꎬ锚杆支护施工 的安全规定ꎮ 针对一些特殊区域ꎬ要采用特殊支护方 法展开支护工作ꎮ 该支护范畴在必要的时候ꎬ应延长 ５ １０ ｍ 至巷道正常段ꎮ 对支护比较复杂的区域ꎬ要 采用锚索锚固、全长锚固与加密锚杆来加强支护的 安全ꎮ 参考文献 [１] 李志强 􀆱 试析复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用 [Ｊ]. 城市建设理论研究电子版ꎬ２０１４ꎬ０８２８０􀆱 [２] 母泽民 􀆱 论述复杂地质条件下煤矿掘进支护技术[Ｊ]. 中国科技 纵横ꎬ２０１５ꎬ０３１５６􀆱 [３] 张雨 􀆱 开采上限复杂地质条件下探巷掘进技术研究与应用[Ｊ]. 中国高新技术企业中旬刊ꎬ２０１３ꎬ１４９４ －９５􀆱 ９７