复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析

摘要　随着社会的进步和经济的发展，煤矿和很多领域上的发展存在及其密切的联系，所以我国对煤矿的需求量正与日俱增，然而因为需要开采强度和其深度慢慢的加大，以及开采煤矿的地质的复杂多样化，在面对类似断层和褶曲等等复杂开采地理状况下，煤矿的掘进和支护必然会遭到一定的影响，以下就介绍针对复杂地质情况下进行煤矿的掘进和支护技术方面上的研究。

关键词　复杂地质；煤矿掘进；支护技术

中图分类号TD928 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）83-0145-02

0　引言

煤矿的生产挖掘一般都是在地底下进行作业的，至于露天形式的煤矿的开采的数量很少，据相关的资料统计表明，在中国绝大部分的煤矿开采形式几乎超过百分之八十的几率都是在地下作业，这种命名为井工开采，顾名思义就是在井下进行作业，它就必须要在当地的地表之下挖掘出大量的巷道，从而能够方便采煤以及对煤矿的运输。但是不同的地区地质是有区别的，这就导致了地下的矿井挖掘存在挑战性，挖掘采煤的作业环境就十分恶劣，所以将煤矿掘进的支护工作处理好，是确保巷道的畅通以及围岩的稳定有着非常重要的关系，它不仅能保证煤矿的安全生产还能使质量达到标准的水平[1]。在这种大环境下，努力的探索有关煤矿的掘进支护装置的技术应用，对这对煤矿挖掘的可持续发展具有重大的现实意义。

1　某复杂煤矿掘进地区的地质条件

现在就以某一个复杂的煤矿区的地质条件加以论述，该煤矿区拥有着上百年的历史，是一个比较老的老矿区，因地形复杂表现在当地的断层多和矿井的地压偏大，在煤矿层内的地质条件极不稳定，当地周边存在着相当复杂水文和地质状况，有着一个典型矿井和特别的软岩矿区，所以正好可以作为一个例子来对煤矿的掘进和支护技术进行剖析[2]。

该矿区进行煤矿开采中遇到的困难和技术难点主要有以下：第一点，随着往更深度的矿井区逐渐增加的矿开采，每个煤层的地质结构必然遭到破坏，其中在顶板的岩性上有着比较突出的变化，拱状的围岩受到的外应力明显提高；第二点，此矿井内无论是顶还是底板和煤区内的煤层都比较的松软致使容易破碎，因而在进行巷道的掘进中，比较难弄成形而且很容易变形，巷道的顶底板会产生很大程度类型的收缩，原因就是因为难以成型，所以巷道采取支护的方式较为困难，这样子就经常会发生　“前掘后修”的现象，严重危急了矿区的安全生产；第三点，因为该矿区的地质条件复杂性构造，巷道周边的断层和大坡度类型的巷道都很多；并且在该矿区矿井内。薄煤层的储量占很大的比重，所以薄煤层开采作业时，进行巷道的掘进支护多数以半煤巷作为主要的对象，在进行掘进的过程中，半煤岩巷要求的掘进技术和支护的各类型的设备很高，因而确保半煤岩巷矿区安全与否是进行煤矿开采的关键性因素；第四点，因为我国的较传统模式的在挖掘煤矿多采用落后的掘进和支护的技术，和世界的先进机械化模式的掘进支护技术存在很大的差距，管理模式也达不到应有的标准水平；第六点，设备较落后导致了该矿区掘进能力存在很大的影响，如果在半煤岩巷区里发现硬度系数大于五的岩石层及岩石时候，矿井作业速度会受到严重的影响，类似本身设备的截齿和截割头各部件发生磨损可能性大大增加了，并且对巷道采取掘进支护设备也会遭到损伤[3]。

2　复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的关键

其一，在综掘机以及普掘机的选定方面上。巷道的长度通常作为综掘机和普掘机的一个临界点，综掘机和普掘机掘进的能力水平多决定巷道可能挖掘的长度。具有技术明确的规定，如果工作面巷道的施工长度小于　300m　情况下采用挖掘设备是普掘机，当大于300m　的施工长度是就采用综掘机，这样分配是根据不同设备本身的优缺点再结合合理有效的施工工艺综合考虑的。综掘机的使用可以大大的缩短准备的时间，所以使得掘进工艺更加容易满足煤矿工程施工的需要，综掘机选型的问题也是个关键，它需要注重多方面因素的影响，就比如能否应用到巷道断面中，还要考虑煤矿和煤岩的硬度等等因素从而确定好综掘机的截割功率和强度，这样才能真正的发挥机器设备的效率，减少设备的损伤。

其二，在截齿选用上也要多加注重，至于截齿选取注重的问题是齿的耐磨强度，因为强度高的截齿能加快煤矿掘进时截割和工作的速度，还能对截齿本身有一定的保护减少其磨损程度。如果岩石的硬度过大，超出了综掘机切割的能力此时就需要考虑使用爆破的方式去处理，不能强行的应用机器设备来切割岩石因为这样会使设备遭受严重的损坏。

其三，应用临时支护设备和技术，综掘机在掘进过程其实是利用综掘机本身的液压系统，要考虑设备的稳定性就是要注重该系统的本身的稳定性，还有系统停开机之的闭锁装置的应用。多数的研究中，大多都采用综掘机机身的液压锁进行临时支护。这种支护技术可以真正的确保掘进工作安全和可靠的进行。

其四，　开门转为技术的应用。在进行煤矿的掘进工程中，难免会遇到技术性的难题。所以创新掘进机的设备很关键，就要好好地研究掘进机的自行方式的开门施工的工艺，这样就可以大大的降低工作的阻力，采取爆破的形式处理方式就明显的减少。就如进行煤矿掘进过程时，当要安装掘进机进行施工时，掘进机后面通常都有一个重量在40t左右的运输量，他们之间的相距高度大概在100m左右。在进行施工的过程中就不应该利用穿凿放大传统的原理，应先合理地爆破空间，进而能够方便掘进机的安全施工。

其五，在使用综掘机进行施工时，需正确处理好的机器系统的问题以及施工的管理问题，合理的拟好一套先进的施工管理的体系，目的都是使施工朝着高效率安全有序的方向的进行。就像利用弯皮进行输送的过程中，可以运用大角度的长距离进行掘进，还可以利用小角度的拐弯掘进技术。利用这些技术能提高皮带运行的工效。皮带机机身的尾部有一个自动卸料装置，它既能减少由于多种客观因素对产生皮带一定程度的磨损进而提高安全性。因根据机器的本身原理及其施工的工艺，合理的规划好先进有效的施工管理一体化的体系，这样才能真正的发挥掘进机本身的内在性能，并且对其采取正确的全面的保养，给煤矿的掘进工作提供物质以及技术层面上的强力支持。

3　穿越断层的锚网支护研究

其一，利用直接破顶法，这个方法顾名思义就是通过掘进机的掘进把断层的顶部给予破除，就留下较为稳定顶板来进行围岩，锚网索主要起到的是支护的作用，一般情况下顶板上的岩石硬度值都小于5，不大于2m的落差距离的断层的顶板破碎的可能性很大，所以支护存在挑战性，此外在坡度较大或者是岩层坡度梯度递减的情况中，可以利用直接破顶技术来解决这些地质类型的支护问题[4]。

其二，利用退后卧底法，矿区内，如若断层的上顶板比较坚固并且完整，它们的落差距离小于　2.5m　范围时，能够运用支护来对其进行围岩，此时掘进机的应该先后退再采取卧底的形式前进，这样可以确保断层巷道中各个指标都符合规定的安全要求。

4　结论

煤矿掘进的支护技术是确保煤矿在开采的过程中能否安全进行的关键，此项技术也是提高煤矿开采的工作效率的关键。在地质复杂多样的情况下，在矿区内进行掘进工作需要综合的提高机械化形式的作业力度，在此前提下更要加大对矿区挖掘的支护方面的技术研究，这样才能确保采矿的高效率进行，作业施工人员的生命安全才能得到保障。

参考文献

[1]黄大军.软岩中掘进支护的应用[J].中小企业管理与科技，2010（16）.

[2]章庆丰，贾宝山，王晓阳.模糊数学在改进掘进支护参数中的应用[J].辽宁工程技术大学学报：自然科学版，2003，22（2）.