復(fù)雜地質(zhì)條件下解析煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)和其運(yùn)用

徐海峰

福建煤電股份有限公司，福建 龍巖 364000

復(fù)雜地質(zhì)條件下解析煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)和其運(yùn)用

徐海峰

福建煤電股份有限公司，福建 龍巖 364000

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對(duì)煤炭能源的需求量不斷加大，煤礦開(kāi)采事業(yè)也由此得到了進(jìn)一步的發(fā)展。我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)的成礦條件和原因各不相同，在新技術(shù)和新工藝的廣泛應(yīng)用下，在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作越來(lái)越多。在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行煤礦開(kāi)采首先要保證的就是采礦人員的人身安全，這其中就離不開(kāi)掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。

復(fù)雜地質(zhì)；煤礦開(kāi)采；掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

眾所周知，在煤礦開(kāi)采工程中，對(duì)于采礦人員的人身安全保障是最為關(guān)鍵的管理內(nèi)容。在當(dāng)前形勢(shì)下，對(duì)于煤礦開(kāi)采單位來(lái)說(shuō)，在復(fù)雜地質(zhì)條件下如何正確利用掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，提高其運(yùn)用效率，提高開(kāi)采環(huán)境的安全系數(shù)就成為煤礦開(kāi)采工作的重點(diǎn)。掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)作為煤礦開(kāi)采的重要環(huán)節(jié)，它是開(kāi)采工程順利進(jìn)行的重要保障，同時(shí)也是煤礦開(kāi)采安全性的重要保障，做好這方面的施工管理工作就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦開(kāi)采

本文以某一復(fù)雜地質(zhì)煤礦的開(kāi)采為例進(jìn)行分析，該煤礦具有悠久的歷史，地形十分復(fù)雜，有較大面積的斷裂層，而且它的地壓也較大。

1.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化分析

對(duì)于煤礦的開(kāi)采都是先由淺層向深層逐步延伸的，開(kāi)采的深度不斷加深，這樣會(huì)不可避免的對(duì)原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的破壞，它的重點(diǎn)突出在頂層板的巖石特性上，開(kāi)采過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)明顯的變化，而且拱狀的圍巖也會(huì)受到較大的外力影響，進(jìn)一步增加采煤的難度。

1.2 巷道的開(kāi)挖

由于復(fù)雜地質(zhì)條件的影響，礦井的底部和上部土質(zhì)較為松散，而且存在煤的地層也相當(dāng)松軟，因此，在對(duì)巷道進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中就會(huì)十分復(fù)雜，在開(kāi)挖過(guò)程中，巷道很難保持固定的形狀，而且一次成型之后還不容易發(fā)生變形，此外，巷道的頂部和底部板塊也會(huì)出現(xiàn)明顯的收縮，這就為安全管理埋下了隱患[1]。

1.3 半煤巷礦區(qū)的安全性分析

這一礦區(qū)的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中在巷道周邊會(huì)出現(xiàn)較大面積的斷裂層，巷道的坡度也較大，但是，礦井內(nèi)的薄煤層儲(chǔ)藏量還是十分巨大的。開(kāi)采單位在對(duì)薄煤層進(jìn)行開(kāi)采施工時(shí)，巷道的掘進(jìn)支護(hù)主要是以半煤巷為重心的，在掘進(jìn)的過(guò)程中，半煤巷對(duì)掘進(jìn)技術(shù)和支護(hù)各種設(shè)備的要求都相當(dāng)?shù)母?，從這方面來(lái)講，為了確保采礦區(qū)開(kāi)采工作的順利進(jìn)行，就需要充分保證半煤巷礦區(qū)的開(kāi)采安全。

1.4 開(kāi)采設(shè)備較為陳舊

開(kāi)采設(shè)備的落后又進(jìn)一步增加了礦區(qū)開(kāi)采的難度，從開(kāi)采施工的技術(shù)設(shè)備方面來(lái)說(shuō)，相對(duì)于國(guó)際開(kāi)采水平來(lái)講，我國(guó)在這方面的發(fā)展還處于較為落后的底部。在半煤巖巷進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)，如果遇到的巖石硬度系數(shù)是在五級(jí)以上的話，開(kāi)采設(shè)備的各個(gè)部分就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，進(jìn)而導(dǎo)致巷道采掘支護(hù)技術(shù)的設(shè)備受到破壞，也就直接導(dǎo)致了整個(gè)開(kāi)采工作難以順利進(jìn)行。

2 掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及其實(shí)際運(yùn)用

2.1 確定耙?guī)r機(jī)規(guī)格

本工程中所選用的耙?guī)r機(jī)規(guī)格參數(shù)是：耙斗容積為0.6m3，技術(shù)生產(chǎn)率為70——100m3/h；電機(jī)的功率是30kw，轉(zhuǎn)速是1480r/ min；電壓是660/380V。

2.2 耙?guī)r機(jī)的安裝

先把長(zhǎng)度為0.6米左右的鋼絲繩繩環(huán)固定在預(yù)先設(shè)置好的頂錨桿上，然后把5T導(dǎo)鏈掛在這個(gè)繩環(huán)上，再利用鋼絲繩繩環(huán)將其緩慢起吊中間槽到合適位置，并推入到主機(jī)中，對(duì)于錨桿的選擇需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢查，確保其抗拔力在70KN以上，對(duì)于繩環(huán)檢查也是如此，確保沒(méi)有問(wèn)題后再投入使用。

2.3 對(duì)于尾輪的懸掛

在對(duì)楔進(jìn)行固定時(shí)，要先把帶有錐套的鋼絲繩放入到鉆好的眼內(nèi)，然后擰緊楔并插入，再用鐵錘進(jìn)行敲緊，把尾輪套在鋼絲繩套環(huán)之內(nèi)，確保楔具有足夠的穩(wěn)定性后才可以使用。巖層松軟的話，需要以打注錨桿來(lái)代替固定楔。此外，在對(duì)其進(jìn)行拆卸時(shí)，要先把尾輪拆下，再用鐵錘橫向敲打楔的端部，確保楔松動(dòng)后再將其抽出，然后把鋼絲繩抽出。

2.4 耙?guī)r機(jī)的固定

首先，在對(duì)耙?guī)r機(jī)進(jìn)行固定時(shí)，除了使用自身所具有的卡軌器外，還需要在車(chē)輪后面再加入兩個(gè)卡子，并且在設(shè)備后還可以加入兩個(gè)能夠順利伸縮和拆卸的斜撐桿，這個(gè)斜撐桿在應(yīng)用時(shí)還可以起到保護(hù)作用。

其次，如果巷道的坡度在8°以上時(shí)，就要在耙?guī)r機(jī)的兩側(cè)底板上打注兩根錨桿，采用鋼絲繩進(jìn)行緊固處理。此外，在耙?guī)r機(jī)卸料槽的上方巷道頂板最為合理的位置打注兩根錨桿，并采用鋼絲繩和卸料槽相互連接，同時(shí)以繩卡進(jìn)行緊固[2]。錨桿在打注結(jié)束之前需要進(jìn)行抗拔力檢測(cè)。安裝固定結(jié)束之后，再對(duì)所有的螺栓進(jìn)行檢查，確認(rèn)牢固。

3 掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

3.1 砌碹支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

本工程采用的是砌碹支護(hù)技術(shù)，它是采用混凝土、料石等材料砌筑成的一種連續(xù)型的整體巷道支架，在實(shí)際應(yīng)用中具有堅(jiān)固、耐久、防火等的優(yōu)勢(shì)。

3.2 主要環(huán)節(jié)

本工程依據(jù)自身的施工實(shí)際，在支護(hù)形式上以砌碹支護(hù)技術(shù)為主。首先，在臨時(shí)支架的保護(hù)作用下，根據(jù)墻自身的厚度尺寸依據(jù)設(shè)計(jì)方案來(lái)對(duì)砌墻進(jìn)行側(cè)刷并清理邊幫底板進(jìn)行清理，按照中線和腰線來(lái)掘出基礎(chǔ)坑和墻體位置，然后清底找平，模板在支護(hù)好之后對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和校正，同時(shí)進(jìn)行加固處理。如果底板巖石較硬的話，它的基礎(chǔ)寬度就可以采用和墻一樣的厚度，這樣一旦底板巖石發(fā)生松動(dòng)，就可以適當(dāng)?shù)募訉捇A(chǔ)，基礎(chǔ)的深度要以避免底板流水沖刷基礎(chǔ)為原則；其次，對(duì)于側(cè)墻的砌筑。對(duì)于混凝土墻的砌筑必須要嚴(yán)格按照巷道的中線和腰線來(lái)進(jìn)行模板的組立，然后再采用連續(xù)澆筑法來(lái)對(duì)混凝土進(jìn)行灌注處理，在澆筑過(guò)程中要依據(jù)分層澆筑原則，并在澆筑的同時(shí)進(jìn)行搗固處理，澆筑的每一層厚度要控制在300mm以下，必須要做好加固處理[3]；第三，砌拱。它包含有臨時(shí)支架的拆除、過(guò)頂、立拱架、搭設(shè)工作臺(tái)以及砌碹等等。在拆除支架時(shí)，要做好安全保障措施，然后利用中線和腰線來(lái)提升立拱架和模板的穩(wěn)定性，立好之后再對(duì)其位置進(jìn)行測(cè)量，確認(rèn)牢固之后再進(jìn)行砌拱，對(duì)于拱架的模板要保證平整度，不平整的部位可以采用木楔進(jìn)行墊平，同時(shí)模板的厚度也要統(tǒng)一，不能存在裂縫導(dǎo)致漿液漏出。每砌筑一段拱架和砌墻之后都要留有一個(gè)臺(tái)階式的咬合碴，為下一次的施工提供基礎(chǔ)。此外，如果冒頂高度過(guò)高的話，它的填充層厚度必須要在0.5m以上，并且它的上部也要采用木垛來(lái)接頂。

4 總結(jié)：

煤礦開(kāi)采事業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，對(duì)于它的開(kāi)采技術(shù)和開(kāi)采工藝進(jìn)行創(chuàng)新和完善具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在復(fù)雜地質(zhì)條件下，開(kāi)采人員在進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí)必須要運(yùn)用支護(hù)技術(shù)，具體的技術(shù)形式選用要以及煤礦礦區(qū)的實(shí)際情況為準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)在確保采礦安全的同時(shí)通過(guò)采礦效率和質(zhì)量。

[1]周文偉.復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫,2015,(19):184-184.

[2]王元華.復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及其運(yùn)用[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)：下旬刊,2015,34(5):28-29.

[3]趙全義.試析復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及其運(yùn)用[J].中國(guó)科技博覽,2014,(22):280-280.