复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析 朱帅帅

复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析朱帅帅

发表时间：2018-11-06T09:26:32.350Z 来源：《防护工程》2018年第17期作者：朱帅帅

[导读] 如今，煤矿的规模越来越大，遇到的地质条件也愈发复杂，常见的比如褶曲、断层等，这样就会对煤矿开采效率产生负面影响，严重的还会导致安全事故发生。

淮北矿业股份有限责任公司袁店一井煤矿安徽淮北 235000

摘要：如今，煤矿的规模越来越大，遇到的地质条件也愈发复杂，常见的比如褶曲、断层等，这样就会对煤矿开采效率产生负面影响，严重的还会导致安全事故发生。因此，主要探讨了复杂地质条件下煤矿掘进支护技术，希望能够和业界同仁相互学习。

关键词：复杂地质；煤矿；掘进支护技术

引言：复杂地质条件下，煤矿开采环境的未知因素和不可控因素明显增多，如果没有专门的安全设施和应急防范措施，很容易在开采过程中由于缺乏对地质环境的分析，造成矿难。

一、工程案例

某煤矿矿区，其地理分布位置处于地形凹陷地带，且矿区实际位置面朝南，由北向西逐步倾斜式，是敞开面的复式斜坡结构。其矿区井田在临东向北地带有较为明显的褶皱，且在斜面以S11至S14为界，将其分为南北2个结构矿区。在实际矿区内地形分布呈现出单一缓慢的斜向构造，地形周围局部受到结构影响，相继有一定的改变，呈现出西西北和南东的地形分布。以此结合矿区开采实际情况，针对复杂地质条件下的煤矿开采掘进技术难点进行分析。

二、当前在复杂地质条件下煤矿掘进中的难点概述

2.1地质结构相对受损

在针对复杂地质条件下实施煤矿开采工作时，随着开采范围不断扩大、开采深度的推进，使得煤层地质结构受到严重损坏，从而直接致使矿区顶板岩性有了一定的变化，加大了围岩应力。

2.2在煤矿开采中经常出现前掘进后维修的局面

前掘进、后维修局面的形成原因在于，矿区内煤矿的顶板岩石自身特性较软，岩石很容易在实际掘进中因外力作用而出现破损现象，严重妨碍开采进度，减低了实际开采效率。

2.3针对薄煤层在开挖中存在的安全问题

我国一些较为出名的煤矿储藏区，其自身薄煤层数量较多。因此在实际开采中，就需要借助以往的巷道回采方式，在实施掘进支护技术时，将半煤岩巷及煤巷作为主要开采对象。特别是针对半煤岩巷进行掘进支护时，其掘进支护设备与掘进技术要求都极为严格，这就需要相关开采人员在进行实地开采前，需对半煤岩巷自身的安全性进行反复确认后，方可正式进行开采作业。

三、新时期掘进支护技术在复杂地质条件下的有效应用措施

3.1设置准确的深孔爆破基本参数

结合上述煤矿工程案例，在进行实际开采前，确认深孔爆破具体炮眼深度的过程中，应从以下两方面来进行考量：实施爆破环节的机械设备类型及矿井下实际巷道断面尺寸、存有的特性。在实施深孔爆破过程中，煤矿工程中的深孔钻机直径要合理控制在90mm～110mm 之间，且应用的钻机型号也要明确，这样就会直接将炮孔直径确定下来。在深孔爆破时，其深孔直径应选取110mm、140mm及90mm这样的数值范围。通常情况下，会选择炮眼深度在2.4m～3m范围作为实际煤矿开采中的有效条件。上述煤矿工程中其煤矿孔径约合为

110mm，实际孔深为1.8m。

3.2煤矿掘进设备的选取

在煤矿开采过程中，其掘进设备选取的关键在于煤矿下的巷道实际长度。因此在煤矿掘进期间，是选用综掘机还是普掘机都需要切实依据煤矿下巷道自身长度的需求及掘进设备自身的特性来进行详细决定。通常来讲，最适用于普掘机进行现场掘进条件的是在不超过280m 长度的巷道中进行，而综掘机最适合应用在巷道长度不小于280m条件下来进行。两种掘进设备在实践应用中也有着各自的优势，在此以综掘机设备为例：综掘机设备在具体应用中可有效缩短施工时间，且应用该设备可很好地满足实际施工要求。在针对综掘机设备型号的选择上，需与实地的开采情况相结合，如煤岩自身硬度、煤矿下的巷道断面情况及巷道长度等。

3.3采用后退卧底法的具体应用措施

如果煤矿下的巷道断层出现下移的问题，需要技术人员积极应用后退卧底法来进行掘进支护作业，进而确保施工安全。在进行支护巷道围岩过程中，如实际巷道断层高度落差值≤3.5m，而巷道断层顶板处依旧完整且牢固，在这样的情况下，为了确保巷道稳定、坚固，技术人员应加强使用锚网索支护技术来予以有效解决。在具体实施围岩支护作业中，挖掘机需向后位移大约16m左右。同时需注意的一点是，如果采矿现场实际土坡坡度同现场掘进机作业工作面上的坡度相比，前者大于后者，这就需要在巷道卧底的设计上，借助一个坡度在不超过10°的斜披为巷道卧底，之后再实施后退卧底作业，以此来促使支护设计需求同巷道高度可最大限度地进行融合。后退卧底法见图1。

图1后退卧底法

3.4综掘机配套系统管理

在上文中就煤矿掘进设备选取上简单地就综掘机设备自身优势进行了大致介绍。但若想让综掘机在掘进作业中能充分发挥出其应用的作用，需对其在实际施工中的管理及系统应用问题进行有效解决。首先要在正式施工作业前针对施工情况制定出一套科学有效的设备技术管理机制，以此来确保施工作业得以安全进行。例如：借助弯皮带来完成输送作业时，掘进方式可以有长距离和大角度，结合实际情况还

可利用小角度的方式实施掘进施工；将自动卸料装置合理安置在皮带机尾部位，这样可减少在实践操作中对皮带机尾产生的磨损，同时也提高了施工安全性。此外，在准确掌握机械设备日常运行规律的基础上，要对该设备制定一套科学性及规律性的设备管理体系，促使综掘机械设备可以在良好的管理体系中将其自身性能发挥到实处，进而从全方位、多角度来促使综掘机设备可以得到高效运行。

3.5掘进机开门施工技术分析

为了有效改进煤矿开采中出现的诸多技术性问题，需要相关开采技术人员对传统掘进机技术进行改进，深入研究开门施工技术，并在实践研究中针对如何有效减缓具体操作中产生的工作阻力进行详细分析，找到了掘进作业中尽可能减少爆破方式的技术。

3.6临时支护U钢法

在煤矿实际开采中，如果煤矿断层落差值相差过大，就会极易促使岩石发生坍塌或破损，导致实际施工存在严重的安全隐患问题。因此基于上述情况，在对断层实行临时性支护中，积极采用U型钢架的方式，且要促使U型钢架同锚杆支护进行有效结合，且锚杆支护要留有一定的倾斜角度。同时，在实际操作中，为了最大限度提升临时支护自身强度，要对围岩实施加固处理。

四、结束语

通过本文的分析，可知在复杂地质条件下，煤矿巷道掘进过程中存在各种难点和要点，全面正确的分析巷道围岩环境和地质条件，准确找出巷道掘进过程中的影响因素，针对性的采用新技术、新手段、新设备。同时加强监测监控，当巷道环境发生变化时，及时调整技术或设备参数等，才能确保煤矿巷道掘进的安全施工和支护质量。

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