復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)探討

王雷

摘 要：煤礦井下地質(zhì)條件復(fù)雜，由此會(huì)給開(kāi)采掘進(jìn)工作造成一定的影響。為確保井下采掘作業(yè)的安全、有序進(jìn)行，必須針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件，采取合理可行的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)措施。基于此點(diǎn)，本文首先簡(jiǎn)要分析復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)煤礦采掘作業(yè)的影響，在此基礎(chǔ)上對(duì)煤礦開(kāi)采掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用進(jìn)行論述。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)γ旱V開(kāi)采掘進(jìn)的順利進(jìn)行有所幫助。

關(guān)鍵詞：煤礦；復(fù)雜地質(zhì)條件；掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

1. 復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)煤礦采掘作業(yè)的影響分析

隨著煤礦采掘技術(shù)的發(fā)展，對(duì)井下作業(yè)的安全性提出了更高的要求。由于煤礦井下賦存著各種復(fù)雜的地質(zhì)現(xiàn)象，從而對(duì)開(kāi)采掘進(jìn)造成了一定的影響，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：其一，開(kāi)采難度增大。對(duì)于煤礦開(kāi)采掘進(jìn)而言，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，通常都是從淺層向深層進(jìn)行，當(dāng)開(kāi)采深度逐漸增加后，會(huì)使井下原本的地質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞，尤其是頂板的巖層特性，會(huì)出現(xiàn)非常明顯的變化，拱形的圍巖則會(huì)承受更大的外力作用，由此勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致開(kāi)采掘進(jìn)的難度增大。其二，增大了安全事故發(fā)生幾率。煤礦井下的復(fù)雜地質(zhì)條件相對(duì)較多，尤其是巷道頂板和底部的巖層都較為松軟時(shí)，開(kāi)采掘進(jìn)很難使巷道形成固定的形狀，即使當(dāng)時(shí)成型，后期也會(huì)出現(xiàn)圍巖變形的情況，頂板與底部均會(huì)出現(xiàn)明顯的收縮，常規(guī)的支護(hù)技術(shù)措施，在這樣的巷道中無(wú)法使用，由此很容易誘發(fā)安全事故，并且還可能導(dǎo)致掘進(jìn)后巷道反復(fù)修整的狀況，大幅度降低開(kāi)采掘進(jìn)速度和效率。

2. 煤礦開(kāi)采掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用

在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，可以采用如下支護(hù)技術(shù)來(lái)提高巷道圍巖的穩(wěn)定性，從而確保采掘作業(yè)的安全、有序進(jìn)行。

2.1直接破頂支護(hù)技術(shù)

直接破頂支護(hù)技術(shù)主要應(yīng)用于開(kāi)采期間遇到斷層的情況。技術(shù)人員利用煤礦掘進(jìn)設(shè)備對(duì)遇到的一些斷層進(jìn)行直接的破除和沖擊，使巷道斷面呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，然后再加固支護(hù)。直接破頂支護(hù)技術(shù)可以有效提高掘進(jìn)期間頂板圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，避免在掘進(jìn)過(guò)程中頂板圍巖出現(xiàn)破碎和裂縫情況，保障施工人員的人身安全。直接破頂支護(hù)技術(shù)主要應(yīng)用于斷層落差兩米以上的施工環(huán)境以及頂板巖石硬度比較高的區(qū)域，對(duì)于基本硬度較低或者斷層落單差較小的環(huán)境可以讓頂板巖石自己脫落，施工時(shí)要具體情況具體分析，保障技術(shù)應(yīng)用的有效性和合理性。

2.2 臨時(shí)支護(hù)技術(shù)

在煤礦井下巷道內(nèi)通過(guò)綜采設(shè)備進(jìn)行掘進(jìn)的過(guò)程中，必須對(duì)設(shè)備的液壓系統(tǒng)進(jìn)行綜合考慮，需要重點(diǎn)考慮的有兩個(gè)方面：

一方面是穩(wěn)定性，另一方面是在啟、停后的鎖閉裝置。若是能夠使這兩個(gè)方面的問(wèn)題得以有效解決，則可確保采掘作業(yè)順利進(jìn)行。經(jīng)過(guò)不斷研究后，并結(jié)合大量的工程實(shí)踐，研制出機(jī)械液壓鎖的臨時(shí)支護(hù)方法，這種支護(hù)技術(shù)工藝具有如下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：能夠使工作壓力得到有效地放緩，還可以使作業(yè)安全性和穩(wěn)定性獲得顯著提升。

該掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在煤礦井下復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用較為廣泛，具體是指通過(guò)掘進(jìn)設(shè)備，將斷層頂部直接破除掉，將相對(duì)比較穩(wěn)定的頂板圍巖留存下來(lái)，隨后通過(guò)錨網(wǎng)索噴的方法進(jìn)行復(fù)合支護(hù)。采用該方法對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的開(kāi)采掘進(jìn)支護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)如下事項(xiàng)加以注意：當(dāng)頂板的落差小于2m，巖石硬度不超過(guò)5級(jí)的圍巖，掘進(jìn)時(shí)容易誘發(fā)造成大面積的頂板破碎現(xiàn)象，這樣一來(lái)會(huì)使支護(hù)的難度隨之增大。所以，該掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)在整體坡度較大的地質(zhì)條件中，應(yīng)用較為廣泛。

2.3 錨桿加U型鋼架支護(hù)

井下開(kāi)采常常遇到落差相對(duì)較大的斷層，由此使得開(kāi)采掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，圍巖破碎及坍塌的可能性隨之增大。對(duì)于這種地質(zhì)條件，可以采用如下支護(hù)技術(shù)進(jìn)行處理：超前支護(hù)、錨桿支護(hù)，并與U型鋼支架固定支護(hù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，從而使錨桿在巷道頂板呈扇形分布，在這一前提下，便可借助預(yù)緊力對(duì)巷道內(nèi)的圍巖進(jìn)行加固，從而避免煤礦掘進(jìn)過(guò)程中作業(yè)面頂板發(fā)生冒落的可能，這樣能夠大幅度提升采掘作業(yè)的安全性。

2.4掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備的優(yōu)化

2.4.1優(yōu)化綜掘設(shè)備

在復(fù)雜地質(zhì)條件下，應(yīng)對(duì)礦井施工條件進(jìn)行綜合分析，選擇適合的綜掘機(jī)，以此保證煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果。在綜掘機(jī)選擇過(guò)程中，不僅要考慮綜掘機(jī)的性能、指標(biāo)參數(shù)等，更要考慮到實(shí)際施工條件，使綜掘機(jī)能夠滿足復(fù)雜地質(zhì)的施工條件。同時(shí)，綜掘機(jī)還要與巷道的斷面相符合，可滿足轉(zhuǎn)換切割強(qiáng)度的要求，從而提高綜掘機(jī)的適用性，對(duì)不同強(qiáng)度的巖層都能夠正常作業(yè)。此外，必須選擇配件質(zhì)量高、運(yùn)行效率高的綜掘機(jī)，減少綜掘機(jī)在掘進(jìn)支護(hù)中發(fā)生故障的可能性，以免影響掘進(jìn)施工進(jìn)度，確保掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)質(zhì)量。

2.4.2 截齒選擇

在選擇合適綜掘機(jī)的基礎(chǔ)上，還要合理選擇截齒，保證截齒在高頻率作業(yè)中具備良好的耐磨性和高強(qiáng)度性。選擇質(zhì)量好的截齒既能夠減輕截齒的磨損程度，又能夠加快煤礦掘進(jìn)速度，提高煤礦掘進(jìn)效率。當(dāng)前，一般綜掘機(jī)上都提供截齒，并且截齒具備較強(qiáng)切割能力。但是在綜掘機(jī)作業(yè)時(shí)，必須檢驗(yàn)巖石硬度，確保截齒的切割能力能夠滿足巖石硬度的切割要求。如果巖石硬度超過(guò)截齒切割能力，則不允許強(qiáng)行進(jìn)行切割，避免對(duì)截齒造成損壞。在這種情況下，可以利用爆破作業(yè)替代截齒切割，進(jìn)而延長(zhǎng)綜掘機(jī)的使用壽命，降低綜掘機(jī)發(fā)生故障的幾率，不斷提高開(kāi)采作業(yè)效率，促進(jìn)煤礦生產(chǎn)效益的提升。

3. 結(jié)論

綜上所述，煤礦在井下開(kāi)采掘進(jìn)的過(guò)程中，常常會(huì)遇到各種復(fù)雜的地質(zhì)條件，由此增大了采掘作業(yè)的難度，如果處理的不好，則可能引起安全事故。為此，應(yīng)了解復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)開(kāi)采掘進(jìn)的影響，并運(yùn)用合理可行的支護(hù)技術(shù)措施，確保采掘作業(yè)的順利進(jìn)行。在未來(lái)一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)當(dāng)開(kāi)發(fā)一些新的支護(hù)技術(shù)，從而使其更好的為復(fù)雜地質(zhì)條件下的采掘作業(yè)服務(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：

王 雷，男，1983年8月出生，2008年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院采礦專業(yè)，工程師，現(xiàn)工作于龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司新陸煤礦，主要從事采礦技術(shù)及管理工作。