復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)研究

李延輝 吳晨鵬 劉棟林

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)煤礦資源的需求在不斷增多，煤礦開(kāi)采已經(jīng)進(jìn)入了深井開(kāi)采的階段。本文以復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦為例，對(duì)煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行了探究，在此基礎(chǔ)上提出了支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用策略，旨在為業(yè)界人士提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)；煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)；現(xiàn)狀；改進(jìn)措施

作為世界上煤礦開(kāi)采歷史最久的國(guó)家，我國(guó)雖然掌握了很多先進(jìn)的采煤作業(yè)技術(shù)方法，但是在采煤的掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)方面，仍然落后于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。如何提高復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)水平，提高采煤作業(yè)的安全性應(yīng)該成為煤礦開(kāi)采作業(yè)企業(yè)應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題，論文對(duì)此進(jìn)行了研究，具體內(nèi)容如下。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題

煤礦主井為斜井，風(fēng)井為立井，采用兩斜一立布置，主、副斜井及回風(fēng)立井。在煤炭開(kāi)采作業(yè)中，主要采取的方法是走向長(zhǎng)壁式炮采，一次采全高。在煤礦開(kāi)采作業(yè)中，使用到的儀器設(shè)備主要有液壓支架，刮板運(yùn)輸機(jī)，雙滾筒采煤機(jī)等等。若果不借助掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)手段，很容易出現(xiàn)礦井崩塌事故。那么會(huì)對(duì)煤炭掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果產(chǎn)生影響的問(wèn)題有哪些那？

1.1 地質(zhì)變化的影響

煤礦開(kāi)采作業(yè)是由地表到地層，由淺入深的一個(gè)過(guò)程，隨著開(kāi)采深度的加深，采煤作業(yè)的難度與危險(xiǎn)性也會(huì)隨之加大。在煤炭開(kāi)采作業(yè)中，水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)受到巨大的沖擊甚至是破壞，尤其是封頂結(jié)構(gòu)組織。所以在煤礦開(kāi)采之前，要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，要完成運(yùn)鉆、移鉆及穩(wěn)鉆與打孔、裝藥、爆炸放頂然后再打孔，最后經(jīng)后期處理。在放頂?shù)臅r(shí)候，要選擇合適的器具，否則會(huì)對(duì)放頂工作的有序開(kāi)展產(chǎn)生影響[1]。頂層的巖石在外力的作用也會(huì)咋鞥家開(kāi)采掘進(jìn)的難度系數(shù)。

1.2 礦井巷道挖掘的影響

煤礦所在地的地理水文條件相對(duì)復(fù)雜，所以礦井的建設(shè)與掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的實(shí)施具有一定的難度。在礦井內(nèi)部受外力影響較大的情況下，煤礦會(huì)因?yàn)橥饬Φ募映霈F(xiàn)井道變形的現(xiàn)象。通常下巷道的頂部與底部的板塊變形最嚴(yán)重。所以，礦井巷道煤礦開(kāi)采掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的使用難度較大。菜外，在薄煤層開(kāi)采作業(yè)中，因?yàn)殚_(kāi)采巷道本身比較窄，所需儀器設(shè)備比較特殊，因此對(duì)采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)實(shí)施的整體效果會(huì)產(chǎn)生影響。為了提高支護(hù)技術(shù)的使用效果，需要處理好礦井巷道的變形問(wèn)題。

1.3 開(kāi)采設(shè)備落后

因?yàn)閺?fù)雜地理環(huán)境下煤礦開(kāi)采作業(yè)的難度與風(fēng)險(xiǎn)較大，為了保證開(kāi)采作業(yè)的安全、有序開(kāi)展，必須要采取科學(xué)的采煤掘進(jìn)支護(hù)手段，技術(shù)措施的實(shí)施要以相對(duì)應(yīng)的設(shè)備儀器做載體[2]。當(dāng)前，煤礦開(kāi)采中使用的很多煤礦開(kāi)采儀器設(shè)備都是從國(guó)外引進(jìn)的，不論是儀器設(shè)備的有效利用，還是日常檢修養(yǎng)護(hù)都存在不足之處，影響設(shè)備使用的效率。所以，為了提高采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的使用效果，必須要選擇合適的儀器設(shè)備，具備正確的操作使用方法，才能保證開(kāi)采作業(yè)的效率，提高開(kāi)采作業(yè)的安全性。

2 煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

2.1 綜掘機(jī)型號(hào)的選擇

為了提高掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的使用效果，促進(jìn)煤礦采煤掘進(jìn)工作的有序進(jìn)行，需要借助一個(gè)很重要的設(shè)備就是綜掘機(jī)。在開(kāi)采作業(yè)中，要結(jié)合礦井的實(shí)際狀況。通常情況下，臨時(shí)支護(hù)是通過(guò)采用綜掘機(jī)本身的液壓鎖來(lái)進(jìn)行，使用臨時(shí)支護(hù)技術(shù)，可以降低掘進(jìn)作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)，以確保采煤掘進(jìn)作業(yè)安全有序地開(kāi)展。它的優(yōu)勢(shì)是有利于采煤的效率，縮短施工時(shí)間。在設(shè)備采購(gòu)中，一定要綜合考慮各個(gè)性能，例如：設(shè)備結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)是否緊湊，能否應(yīng)對(duì)有斷裂面的巷道開(kāi)采，設(shè)備的大小、運(yùn)行效率等都應(yīng)該納入考慮的范圍。合適的綜掘機(jī)能夠降低煤礦開(kāi)采作業(yè)的難度。

2.2 截齒的選擇

為了滿足復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下采煤掘進(jìn)施工活動(dòng)的需求，選擇截齒的時(shí)候要考慮強(qiáng)硬度，使得工作效率得到保證，同時(shí)還能減少截齒破損的程度，延長(zhǎng)使用壽命。而且在使用爆破處理、直接破頂處理時(shí)，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的截齒還可以起到保護(hù)其它儀器設(shè)備的效果。但是，需要注意的是，一些礦井中巖石強(qiáng)度過(guò)大，超過(guò)了綜掘機(jī)的承受能力，在這種情況下應(yīng)該選擇其它方式，因?yàn)槿绻褂脵C(jī)械設(shè)備，不但達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)，還會(huì)造成儀器設(shè)備的破損報(bào)廢。

2.3 開(kāi)門(mén)轉(zhuǎn)為技術(shù)的運(yùn)用

在支護(hù)儀器設(shè)備的使用中，要根據(jù)開(kāi)采作業(yè)的需求進(jìn)行挖掘機(jī)開(kāi)門(mén)施工工藝的創(chuàng)新優(yōu)化。例如：在煤礦掘進(jìn)作業(yè)中，需要安裝掘進(jìn)機(jī)，一個(gè)掘進(jìn)機(jī)后面承載力大約為40噸，二者高度差距大約為100 m。自行的開(kāi)門(mén)技術(shù)方式能夠降低開(kāi)采作業(yè)的難度，為采掘機(jī)的使用提供足夠大的空間，為煤礦開(kāi)采作業(yè)的有序進(jìn)行提供條件。

2.4 錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

①退后臥底法。在礦井巖層較穩(wěn)定而且沒(méi)有明顯斷裂的地方，使用這種方法。巖層和斷層頂部的最低位置要符合安全性要求。退后臥底法能夠確保整個(gè)開(kāi)采作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定性，保護(hù)斷層的完整性。不過(guò)這種方法有對(duì)操作人員的體力與適應(yīng)性，抗壓力有很強(qiáng)的要求。

②直接破頂法。煤礦開(kāi)采中，斷層預(yù)期與地質(zhì)松軟地段的開(kāi)采作業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)性極高。面對(duì)這類(lèi)復(fù)雜的地址條件，最常用到的方法就是直接破頂法。在使用這種方法的時(shí)候，需要特別注意的一個(gè)問(wèn)題就是：當(dāng)頂板巖石的硬度系數(shù)<5，且落差<2的時(shí)候，無(wú)法實(shí)施任何支護(hù)措施，出現(xiàn)巖板碎裂問(wèn)題的可能性很大。如果坡度較大，則可以使用直接破頂法，能夠降低掘進(jìn)采煤的難度系數(shù)。

③錨桿臨支加U鋼法。對(duì)斷層落差大、圍巖較為堅(jiān)固、資源豐富的地段進(jìn)行開(kāi)采，相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)措施標(biāo)準(zhǔn)也要高一些。錨桿臨支加U鋼法即用U型鋼架固定巷道，是將臨時(shí)的超前支護(hù)和錨桿支護(hù)結(jié)合起來(lái)。在使用這種支護(hù)技術(shù)的時(shí)候要注意錨桿的傾斜度必須控制在45度的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦掘進(jìn)的支護(hù)技術(shù)是復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，煤礦開(kāi)采作業(yè)得以有序、安全進(jìn)行的重要保障。不過(guò)，在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用中，要結(jié)合煤礦作業(yè)礦井巷道的實(shí)際情況選擇合適的儀器設(shè)備，采取合適的支護(hù)方式才能達(dá)到安全支護(hù)的效果。在以后的工作中，我們應(yīng)該不斷提高煤礦掘進(jìn)技術(shù)支護(hù)研究與實(shí)踐，以進(jìn)一步提高煤礦事業(yè)的發(fā)展水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉宇鵬.復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)淺析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（12）：34+54.

[2]劉麗杰.煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究[J].能源與節(jié)能，2017（04）：158159.

[3]徐海峰.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[J].質(zhì)量探索，2016，13（04）：7677.