劉 俊

（山西汾西礦業(yè)集團調(diào)度指揮部，山西 介休 032000）

巷道掘進是煤炭開采的重要基礎(chǔ)，巷道作為煤炭開采的重要工作場所，也是作業(yè)人員進出、煤炭開采工具的運輸通道，同時肩負輸送氧氣、排放有毒有害氣體的任務(wù)，基于此，做好巷道的支護工作尤為重要[1]。不同地區(qū)的煤礦存在地質(zhì)差異，隨著煤礦開采行業(yè)的發(fā)展，煤礦開采已經(jīng)朝著復(fù)雜地質(zhì)條件的地層中發(fā)展，這也是煤炭資源不斷開發(fā)利用的必然結(jié)果，在這一發(fā)展過程中，巷道頂板支護技術(shù)的研究創(chuàng)新必須得到重視，做到與復(fù)雜地質(zhì)條件相互匹配，確保煤礦開采的安全[2]。

1 巷道頂板支護的影響因素與掘進技術(shù)

1.1 巷道頂板支護的影響因素

煤礦開采的難度在很大程度上受到地質(zhì)條件的影響，復(fù)雜地質(zhì)條件會影響到煤礦開采活動的進展，主要體現(xiàn)在安全隱患較大、技術(shù)和管理要求較高等方面，巷道頂板支護的效果也會受到地質(zhì)條件的影響，做好其影響因素分析能夠明確改善重點，正確做好復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道掘進頂板支護工作[3]。

復(fù)雜地質(zhì)條件下地下巖層的結(jié)構(gòu)很難保持穩(wěn)定，圍巖碎裂、節(jié)理發(fā)育等異?，F(xiàn)象頻發(fā)，進而造成煤炭資源開采過程中圍巖壓力難以把控，裂紋較多，進行巷道頂板支護時需要考慮更多的影響因素。地質(zhì)條件對巷道頂板支護影響的主要原因是不同巖體的力學(xué)參數(shù)存在差異[4]（如表1）。巷道掘進時會破壞巖層的應(yīng)力結(jié)果，從而造成頂?shù)装遄冃蔚那闆r發(fā)生。此外，不同地區(qū)的外部環(huán)境也會影響到地質(zhì)條件，造成巷道圍巖的強度、硬度等指標發(fā)生偏差。一般情況下復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道圍巖的強度相對較低，尤其是地下水相對豐富的地區(qū)，圍巖的軟化情況嚴重，直接增加頂板支護的難度。最后，地質(zhì)條件的變化，巷道圍巖的強度差異較大，需要配置不同的頂板支護方式，以保障頂板支護效果[5]。

表1 巖體力學(xué)參數(shù)

1.2 掘進技術(shù)的基本內(nèi)容

巷道的掘進主要包括綜掘機掘進、普通掘進兩種技術(shù)，兩者技術(shù)的選擇依據(jù)是巷道的長度，一般情況下，普通掘進適用于長度在300 m 以內(nèi)的巷道，綜掘機掘進則適用于長度在300 m 以上的巷道，造成不同應(yīng)用場景的原因主要是不同掘進技術(shù)使用的參數(shù)存在差異。

確定掘進類型后需要進行掘進機的選擇，此時需要考慮到巷道的實際情況、掘進機的尺寸與體積、綜合掘進效率等影響因素，掘進機的選擇尤為重要，直接關(guān)系到掘進機是否可以在當前地質(zhì)環(huán)境下作業(yè)，體現(xiàn)在掘進工作的可行性、掘進工作的安全度、掘進工作的整體效率等方面。

確定掘進機的型號后要對截齒進行選擇，此時首先要考慮的內(nèi)容就是截齒的耐磨性能，具有更強耐磨性能的截齒可以保持長期作業(yè)，工作效率得到保障?？紤]地質(zhì)條件的影響，掘進機工作地區(qū)的巖石硬度需要積極明確，當硬度超過一定標準就需要及時切換為切割作業(yè)，進一步保障工作效率。

1.3 復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進頂板支護技術(shù)研究

復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦開采工作需要積極明確頂板支護技術(shù)的影響因素，積極做好相應(yīng)的調(diào)整和改進工作。最為典型的就是巖石硬度較高時，掘進機可能會因為外力作用而發(fā)生形變，工作人員要積極預(yù)測，做好相關(guān)部件的加固工作，發(fā)現(xiàn)異常并及時采取合適的手段進行處理。針對地層壓力大的問題，可以嘗試安裝緩壓設(shè)備來降低地層壓力；針對發(fā)生斷面的地層結(jié)構(gòu)，要及時安排相關(guān)人員進行斷面的修復(fù)；針對水分較高的潮濕地層，需要在巷道內(nèi)裝備上通風(fēng)設(shè)備，確保礦井內(nèi)環(huán)境干燥[6]。

針對不同的地質(zhì)環(huán)境，煤礦掘進技術(shù)要有針對性的選擇，頂板支護及時也要積極結(jié)合相關(guān)影響因子做好改進工作，確保巷道頂板支護的有效性，為煤礦開采工作的順利進行奠定基礎(chǔ)。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道頂板支護案例分析

2.1 地質(zhì)條件

某煤礦屬于復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的類型，而且經(jīng)過勘察發(fā)現(xiàn)，其中包括多個大型以及中型的斷層，巷道中使用了復(fù)雜頂板支護技術(shù)，切面的南邊是采空區(qū)，頂板已經(jīng)完全掉落，切面的北邊沒有特別的構(gòu)造，西邊則是相對較薄的地質(zhì)層面，東邊有兩個大型斷層。確定煤礦的基本結(jié)構(gòu)后對其進行巷道頂板支護，確保巷道能夠正確通過斷層，巷道掘進的具體方案是選擇運輸巷道線點向東10 m 作為開口點，與運輸巷道保持相互垂直，面向南方進行施工，距離為60 m，完成后轉(zhuǎn)向東面進行施工，距離為185 m，最后調(diào)向為南邊，施工距離為85 m，達到與運輸巷道相互貫通的最終目的，滿足巷道的使用需求。

2.2 巷道頂板支護方案

巷道頂板支護施工過程中選擇使用充填綜采液壓支架，支護技術(shù)類型為單體液壓支柱配合架棚錨帶網(wǎng)與錨索相互結(jié)合的支護方式。具體施工過程中，單體液壓支護作為主動支護手段，初撐力相對較大，為確保其達成巷道頂板支護的目的，將其與巷道圍巖、錨帶網(wǎng)等聯(lián)合應(yīng)用，形成組合梁，共同發(fā)揮初撐作用，確保梁體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。巷道圍巖與錨帶網(wǎng)同時構(gòu)成了錨巖支護類型，實現(xiàn)了對巷道頂板的擠壓加固。最后將錨索固定在巖石的頂板上，上面的煤礦巷道圍巖與錨帶網(wǎng)相互結(jié)合，形成懸吊的狀態(tài)，進一步對頂板進行加固，避免了頂板外移等情況發(fā)生。

2.3 巷道頂板支護效果

完成巷道掘進頂板支護工作后對支護效果進行確定，通過單體液壓支柱搭配棚架、錨帶網(wǎng)、錨索等支護工具的頂板支護，頂板與地板均得到有效固定，而且頂板與底板之間的相對位移量也在標準范圍內(nèi)。在完成頂板支護工作后的巷道內(nèi)進行煤礦開采作業(yè)和回采作業(yè)，均未發(fā)生頂板離層、冒頂、下垂等任何安全問題，巷道的寬度也持續(xù)保持固定值。結(jié)果證明，在上述復(fù)雜地質(zhì)條件下，結(jié)合地質(zhì)類型選擇單體液壓支柱搭配棚架、錨帶網(wǎng)、錨索等支護工具的聯(lián)合頂板支護，可以發(fā)揮良好的頂板支護效果，維持巷道圍巖的穩(wěn)定性，確保煤礦開采工作順利進行。

3 結(jié)束語

綜上所述，煤礦開采過程中復(fù)雜地質(zhì)條件會增加頂板支護工作的難度，造成一系列安全隱患，不利于煤礦開采工作的順利進行。通過對煤礦開采復(fù)雜地址條件對頂板支護工作的具體影響分析，可以明確影響因素并結(jié)合影響因素進行煤礦掘進巷道頂板支護技術(shù)的創(chuàng)新改進，杜絕頂板離層、冒頂?shù)纫幌盗邪踩鹿实陌l(fā)生，確保煤礦開采工作可以在復(fù)雜地質(zhì)條件下順利開展，對于煤礦開采工作的推進具有積極作用。