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)用研究

如今，煤礦開采難度的增加以及地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜，使得開采過程的安全更加重要，使用有效的掘進(jìn)技術(shù)才能夠增加開采的安全性，才能夠保障順利地開展煤礦開采的工作，使煤礦的采煤難度得以降低，推動社會經(jīng)濟(jì)長遠(yuǎn)的發(fā)展。

　　1 掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)介紹

　　在進(jìn)行煤礦開采時(shí)，掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的使用主要是增強(qiáng)開采過程的安全性，而且技術(shù)使用的有效性也影響煤礦開采的正常進(jìn)行。在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行煤礦開采時(shí)，掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的使用主要有復(fù)合支護(hù)、圍巖支護(hù)及加固。圍巖支護(hù)通常是利用金屬支架對巖層的變形進(jìn)行支撐，減少巖層的受力，使礦井更加安全。而圍巖加固主要是在巷道掘進(jìn)時(shí)對圍巖進(jìn)行鉆孔，然后用錨桿進(jìn)行加固支護(hù)，是一種主動支護(hù)形式，而且工作較為簡便、投入成本低，在礦井的掘進(jìn)中較常應(yīng)用。復(fù)合支護(hù)主要是通過不同的多種支護(hù)技術(shù)結(jié)合，也可以使用相應(yīng)的復(fù)合材料，這能夠發(fā)揮多種技術(shù)中的優(yōu)勢，在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行煤礦掘進(jìn)支護(hù)時(shí)也較常應(yīng)用。

　　2 復(fù)雜地質(zhì)下煤礦開采的困難

　　地質(zhì)條件由于常年不斷演變，環(huán)境變得越來越復(fù)雜，在進(jìn)行煤礦開采時(shí)，很多煤礦層都處于山區(qū)，礦區(qū)的水文條件以及地質(zhì)條件等都比較復(fù)雜，開采中有很多不穩(wěn)定因素存在，而且煤層基本上處于深部，這些因素都使煤礦的采掘存在較大的困難。

　　（1）地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化。煤礦地質(zhì)條件的復(fù)雜就決定了在開采煤礦時(shí)，深淺不同層次的巖層條件不同，這樣開采的難度就增加。而且由于對礦層進(jìn)行開采時(shí)會改變原本的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，圍巖的外力承受增加，開采過程中存在很多不安全性，使采掘工作更加困難。

　?。?）巷道挖掘。地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦區(qū)，在進(jìn)行開采時(shí)，礦井上下的土質(zhì)都較為松散，而且煤層也較軟，這樣在挖掘巷道工作進(jìn)行時(shí)巷道的固定性較差，形狀難以保持，容易發(fā)生變形，這種情況下就使安全性問題受到較大的威脅。巷道的底部以及上部都會容易產(chǎn)生收縮，掘進(jìn)支護(hù)工作很難進(jìn)行。

　?。?）半煤巷礦區(qū)安全。半煤巷礦區(qū)部分的地質(zhì)條件更為復(fù)雜，有較多的斷層會出現(xiàn)在這一礦區(qū)周圍，由于斷層的出現(xiàn)，巷道的挖掘坡度較大，而礦井深部很多的薄煤層煤量非常大，在進(jìn)行開采時(shí)，對巷道進(jìn)行掘進(jìn)支護(hù)可以利用半煤巷。不過在這一過程中，對支護(hù)技術(shù)以及相應(yīng)設(shè)備的要求很高，而且半煤巷周圍的安全也難以有效的保證，煤礦開采同樣存在一定的困難。

　　3 復(fù)雜地質(zhì)中煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及使用

　?。?）普通掘進(jìn)機(jī)和綜合掘進(jìn)機(jī)使用的合理選擇。煤礦掘進(jìn)工作的進(jìn)行需要用到相應(yīng)的開采設(shè)備，一般來說，普通掘進(jìn)機(jī)和綜合掘進(jìn)機(jī)的使用選擇與巷道的長度有直接的關(guān)系，實(shí)際應(yīng)用時(shí)要結(jié)合具體情況進(jìn)行合理的選擇，使普通掘進(jìn)機(jī)和綜合掘進(jìn)機(jī)的使用率得到有效的提高。如果巷道的長度小于300米，可以選擇普通掘進(jìn)機(jī);如果巷道長度要超過300米，就選擇綜合掘進(jìn)機(jī)，這樣在進(jìn)行掘進(jìn)支護(hù)時(shí)，施工的工藝也更加合理[1]。因此，在復(fù)雜地質(zhì)下，煤礦掘進(jìn)支護(hù)需要合理的選擇掘進(jìn)機(jī)，使煤礦開采的效率得到提高。

　?。?）綜合掘進(jìn)機(jī)型號的合理使用。綜合掘進(jìn)機(jī)的使用能夠使掘進(jìn)工作的準(zhǔn)備時(shí)間得到有效的節(jié)約，設(shè)備的優(yōu)勢能夠提高煤礦開采的工作效率，在實(shí)際應(yīng)用過程中，要對其型號進(jìn)行合理的選擇，這樣能夠更好的保證煤礦掘進(jìn)工作的良好進(jìn)行。合理選擇型號就要綜合各類影響因素，像綜掘機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是否符合空間要求、對于巷道的斷面是否適用、礦區(qū)煤層的強(qiáng)度是不是能夠承受、型號設(shè)備使用的功率是否穩(wěn)定等等，依據(jù)工作區(qū)域的實(shí)際情況，綜合這些影響因素，對具體的型號進(jìn)行合理的選擇，使煤礦掘進(jìn)支護(hù)工作的困難得到一定程度的減小。

　?。?）截齒的合理使用。這一過程主要考慮到截齒的耐磨性，當(dāng)強(qiáng)度增加時(shí)，煤礦開采掘進(jìn)的效率就會提高，同時(shí)對巖石進(jìn)行截割也會減少磨損的產(chǎn)生。不過在掘進(jìn)的過程中，如果巖石的硬度超過截齒，就不能使用設(shè)備進(jìn)行切割，需要用爆破的方式進(jìn)行，對設(shè)備的不必要損傷能夠減小。

　?。?）臨時(shí)支護(hù)技術(shù)的使用。使用綜掘機(jī)時(shí)，設(shè)備本身的液壓系統(tǒng)應(yīng)用非常重要，其安全穩(wěn)定性對掘進(jìn)工作的進(jìn)行有較大的影響。這一過程中需要注意，掘進(jìn)工作要結(jié)合礦區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行。利用綜合掘進(jìn)機(jī)的液壓鎖進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，使煤礦開采掘進(jìn)工作的強(qiáng)度有效降低，增強(qiáng)安全穩(wěn)定性，確保煤礦掘進(jìn)的順利進(jìn)行。

　?。?）開門轉(zhuǎn)為技術(shù)的使用。對掘進(jìn)機(jī)的使用進(jìn)行完善，能夠使掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的使用得到有效的解決，開門轉(zhuǎn)為技術(shù)的使用可以減小掘進(jìn)工作存在的困難，最大化減少爆破的使用。例如，在復(fù)雜地質(zhì)下進(jìn)行煤礦掘進(jìn)，在對著開門方向使用掘進(jìn)機(jī)時(shí)，兩者之間的距離大概在100米，掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)輸量為40噸，這樣的情況下可以通過局部爆破的方式，使掘進(jìn)機(jī)的使用更加順利[2]。

　?。?）錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)使用。①直接破頂法。煤礦的斷層情況較為復(fù)雜，在一些土質(zhì)松軟的區(qū)域進(jìn)行煤礦開采掘進(jìn)時(shí)，會存在很多的不穩(wěn)定因素，危險(xiǎn)性較高，這種情況下可以使用錨網(wǎng)支護(hù)中的直接破頂方法進(jìn)行掘進(jìn)。直接破頂法主要是直接利用掘進(jìn)機(jī)破除斷層頂部的松軟土質(zhì)層，露出比較牢固的巖層頂板，然后利用錨網(wǎng)鎖進(jìn)行支護(hù)。不過在這一過程中，要注意如果巖石頂板的高度差小于2，硬度系數(shù)達(dá)不到5時(shí)，這種巖石頂板容易碎，這時(shí)就不能應(yīng)用這種方法進(jìn)行支護(hù)[3]。直接破頂法的使用還可以在巷道坡度較大時(shí)進(jìn)行，這種應(yīng)用能夠減小煤礦掘進(jìn)工作的困難。②退后臥底法。礦區(qū)的巖石如果比較完整、牢固，就可以使用退后臥底方法，這種方法的應(yīng)用主要注意斷層頂部的最低位置要與其保持在安全距離內(nèi)。退后臥底方法的使用能夠使斷層區(qū)域的完整性得到有效的保證，掘進(jìn)工作進(jìn)行時(shí)，也更加安全穩(wěn)定。只是這種方法的使用需要工作人員保持較好的狀態(tài)，能夠克服高強(qiáng)度、艱苦的環(huán)境。③錨桿臨時(shí)支護(hù)加U鋼法。在礦區(qū)斷層落差較大且煤礦的煤量非常大時(shí)，就可以使用錨桿臨時(shí)支護(hù)加U鋼法，使用這種方法主要是通過U型鋼架加固巷道，這一技術(shù)是結(jié)合了臨時(shí)支護(hù)和錨桿支護(hù)。在使用這種方法時(shí)要想更加有效，就要使錨桿的傾斜度一定，保證臨時(shí)支護(hù)的安全穩(wěn)定性。