劉利

摘 要：作為世界煤炭資源生產(chǎn)與消耗大國(guó)，我國(guó)對(duì)于煤炭的需求量巨大。煤炭資源是我國(guó)重要的能源基礎(chǔ)，關(guān)系到我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。盡管我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量豐富，但是在長(zhǎng)期開(kāi)采之下，煤炭資源開(kāi)采的強(qiáng)度與難度日益加深，同時(shí)在煤炭開(kāi)采過(guò)程中也會(huì)遇到各種復(fù)雜的地質(zhì)，這都影響著煤炭開(kāi)采工作。文章分析了復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)，僅供參考借鑒。

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

在煤礦企業(yè)加大對(duì)現(xiàn)有資源開(kāi)發(fā)的情況下，煤礦開(kāi)采的深度與難度都在不斷增加，尤其是在集中性煤礦開(kāi)采區(qū)域所處的地區(qū)，其地質(zhì)條件更為復(fù)雜多變。在進(jìn)行煤礦掘進(jìn)的過(guò)程中，需要對(duì)整個(gè)工作面進(jìn)行支護(hù)，從而確保掘進(jìn)工作的順利進(jìn)行。從現(xiàn)階段的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)來(lái)看，主要包括了直接破頂法、后退臥底法以及錨桿臨時(shí)支護(hù)加U型鋼架法等，都適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)工作。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下的掘進(jìn)難點(diǎn)

1.1 破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造

在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，若是遇到地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū)，那么隨著礦井開(kāi)采的推進(jìn)，在開(kāi)采深度不斷增加的同時(shí)，也會(huì)在一定程度上破壞復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，這樣會(huì)導(dǎo)致煤層的頂板巖性也會(huì)發(fā)生變化，造成圍巖應(yīng)力不斷上升的問(wèn)題。

1.2 前掘后修問(wèn)題

前掘后修是在復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)進(jìn)行煤礦掘進(jìn)的常見(jiàn)問(wèn)題，尤其是在頂?shù)装逡约安糠置簩铀绍浀牡貐^(qū)，經(jīng)常存在破碎問(wèn)題，這種問(wèn)題會(huì)為煤礦掘進(jìn)施工帶來(lái)較大的不良影響，并且不利于巷道成型。除此之外，在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，巷道頂?shù)装迦菀壮霈F(xiàn)程度較大的收縮，從而進(jìn)一步加快煤礦巷道的變形速度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，確保后期采掘工作的順利進(jìn)行，就必須要在掘進(jìn)完成之后進(jìn)行修補(bǔ)，從而大大增加了掘進(jìn)的工作量。

1.3 安全問(wèn)題

在部分薄煤層占據(jù)主要比重的煤礦地區(qū)中，在對(duì)薄煤層實(shí)行開(kāi)采作業(yè)時(shí)需要通過(guò)煤巷以及半煤巖巷作為關(guān)鍵對(duì)象并按照巷道回采的方式進(jìn)行掘進(jìn)支護(hù)工作。同時(shí)，在進(jìn)行掘進(jìn)半煤巖巷工作時(shí)，其對(duì)于參與作業(yè)的掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備以及掘進(jìn)技術(shù)也具有較高的要求，這就需要工作人員必須在保證半煤巖巷礦區(qū)安全的前提下進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下掘進(jìn)支護(hù)應(yīng)用

2.1 直接破頂法

直接破頂法是將斷層頂部進(jìn)行破除，主要是利用掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行直接沖擊的方式來(lái)進(jìn)行，從而材質(zhì)較為穩(wěn)定的頂板圍巖留下，再利用錨網(wǎng)索對(duì)其進(jìn)行支護(hù)。在具體施工過(guò)程中，若是頂板巖石的落差在2m以內(nèi)，那么在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，自身的脆弱性會(huì)引起碎裂，這種情況下則不適用于支護(hù)工作。除此之外，在煤礦地下掘進(jìn)過(guò)程中，坡度較大的情況極為常見(jiàn)，面對(duì)這種問(wèn)題也可以運(yùn)用直接破頂法來(lái)解決其支護(hù)問(wèn)題。

2.2 退后臥底法

在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中，若是存在完整、堅(jiān)固的斷層上頂板，并且兩者之間的落差距離在2.5m以內(nèi)，則可以利用支護(hù)的方式來(lái)進(jìn)行圍巖。在實(shí)際的施工過(guò)程中，掘進(jìn)機(jī)的操作應(yīng)當(dāng)先后退，再臥底的方式來(lái)進(jìn)行施工，這樣能夠有效確保斷層巷道的各類指標(biāo)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，從而滿足煤礦掘進(jìn)施工安全性的要求。

2.3 錨桿臨時(shí)支護(hù)加U型鋼架法

若是在復(fù)雜地質(zhì)中存在較大的斷層，那么在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中則很很容易出現(xiàn)破碎以及坍塌的問(wèn)題。針對(duì)這種問(wèn)題，可以運(yùn)用錨桿臨時(shí)支護(hù)加U型鋼架法來(lái)解決。其中，錨桿傾斜角需要控制在45°以內(nèi)，在此基礎(chǔ)上，可以利用預(yù)緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的加固，從而避免在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)頂板破碎的問(wèn)題，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)與施工要求進(jìn)行詳細(xì)分析：首先進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)依據(jù)的分析，在進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)巷道斷面的形狀以及穩(wěn)定性進(jìn)行考慮，同時(shí)也要對(duì)巷道的松動(dòng)圈進(jìn)行考慮。松動(dòng)圈很容易受到采掘的壓力而產(chǎn)生大小與形狀方面的變化，在經(jīng)過(guò)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，松動(dòng)圈受到采動(dòng)的影響會(huì)擴(kuò)大2-3倍。因此，在進(jìn)行采動(dòng)之前，圍巖的類型會(huì)發(fā)生很大的變化。因此，支護(hù)的設(shè)計(jì)也要考慮松動(dòng)圈變化的范圍來(lái)進(jìn)行；其次是孔位的確定，要根據(jù)設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)孔位進(jìn)行確定，并做好標(biāo)記。通常情況下，錨桿的孔間距最好是在100cm之內(nèi)，同時(shí)錨桿孔的深度要大于桿體的有效長(zhǎng)度，但是需要控制在30cm之內(nèi)。同時(shí)，錨桿的端部需要推到孔底處，同時(shí)尾端部位外露的長(zhǎng)度應(yīng)該控制在20cm范圍之內(nèi)；最后是錨桿支護(hù)施工方面的安全規(guī)定。若是在特殊區(qū)域，其支護(hù)方式應(yīng)當(dāng)選取特殊的，同時(shí)支護(hù)范圍需要延伸到巷道的正常段，大約是在5-10m之間。同時(shí)，若是支護(hù)在相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域，需要對(duì)支護(hù)措施進(jìn)行強(qiáng)化，包括全場(chǎng)錨固、加密錨桿以及錨索錨固等。

3 煤礦掘進(jìn)中機(jī)械設(shè)備的選擇

3.1 機(jī)械設(shè)備選擇

在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行煤礦掘進(jìn)，機(jī)械設(shè)備的選擇是關(guān)鍵所在。在實(shí)際掘進(jìn)中，要根據(jù)巷道的長(zhǎng)度來(lái)選擇機(jī)械設(shè)備，同時(shí)要根據(jù)設(shè)備的能力以及向?qū)璧拈L(zhǎng)度來(lái)選擇是利用綜掘機(jī)還是普掘機(jī)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，普掘機(jī)適用于巷道長(zhǎng)度在300m以內(nèi)的煤礦掘進(jìn)施工中，若是巷道長(zhǎng)度大于300m的時(shí)候，則需要選擇綜掘機(jī)。機(jī)械設(shè)備的選擇不但要根據(jù)設(shè)備自身適用范圍來(lái)確定，同時(shí)也要結(jié)合煤礦掘進(jìn)施工工藝來(lái)確定。運(yùn)用綜掘機(jī)進(jìn)行施工，能夠大大縮短準(zhǔn)備時(shí)間，滿足煤礦掘進(jìn)施工要求。

3.2 截齒選擇

在煤礦掘進(jìn)施工中，選擇掘進(jìn)機(jī)的截齒是關(guān)鍵所在。具體來(lái)說(shuō)，在選擇過(guò)程中要重視對(duì)截齒耐磨度的選擇，這是對(duì)截齒適用性進(jìn)行衡量的關(guān)鍵所在。通常情況下，截齒的強(qiáng)度越高，那么在煤礦掘進(jìn)過(guò)程中的工作速度就越快，同時(shí)施工質(zhì)量也更好，并且在確保施工質(zhì)量以及速度的基礎(chǔ)上，還大大減少了磨損，有效的降低了生產(chǎn)成本。若是地質(zhì)情況較為復(fù)雜，并且?guī)r石硬度大，在綜掘機(jī)無(wú)法工作的情況下，則需要采取爆破的處理方式，這樣能夠避免機(jī)械設(shè)備強(qiáng)行對(duì)巖石的切割，在很大程度上有利于設(shè)備的保護(hù)。

3.3 綜掘機(jī)配套系統(tǒng)

綜掘機(jī)作為煤礦掘進(jìn)中的重要機(jī)械設(shè)備，在使用過(guò)程中必須要做好施工管理以及系統(tǒng)問(wèn)題的處理。因此，需要在掘進(jìn)施工之前，進(jìn)行管理體系的科學(xué)合理的制定，從而確保掘進(jìn)施工的順利進(jìn)行。如果是在比如通過(guò)彎皮帶實(shí)現(xiàn)輸送作業(yè)時(shí)，則可以通過(guò)大角度、長(zhǎng)距離的方式掘進(jìn)，與此同時(shí)還可能輔以小角度的掘進(jìn)技術(shù)。通過(guò)這部分技術(shù)的應(yīng)用，則能夠?qū)ζн\(yùn)行的工效進(jìn)行良好的提升。同時(shí)，自動(dòng)卸料裝置位于皮帶機(jī)尾部，利用自動(dòng)卸料裝置不但能夠降低操作過(guò)程中出現(xiàn)的磨損，同時(shí)還確保了施工的安全性。除此之外，不但要掌握好綜掘機(jī)的工作方式以及運(yùn)行原理，還需要進(jìn)行科學(xué)合理管理體系的規(guī)劃與制定，從而在管理體系建設(shè)良好的前提下，使得綜掘機(jī)的工作性能充分發(fā)揮出來(lái)，促進(jìn)煤礦掘進(jìn)工作的順利進(jìn)行。同時(shí)，還要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)維修，從多角度的方式確保機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定與高效運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤炭資源是我國(guó)重要的戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源，作為煤炭開(kāi)采與使用大國(guó)，煤炭資源對(duì)于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。隨著我國(guó)煤炭資源消耗量的增加，加強(qiáng)對(duì)煤炭資源的開(kāi)采成為重點(diǎn)。很多煤炭資源分布在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，且容易存在很大的斷層，在這種情況下要進(jìn)行煤礦掘進(jìn)工作，會(huì)存在一定的危險(xiǎn)性。因此，煤礦生產(chǎn)企業(yè)必須要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析，并有針對(duì)性的進(jìn)行煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的選擇，在確保巷道安全性的基礎(chǔ)上，將煤礦開(kāi)采的效率提高。

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