复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术

复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术

赵帅帅

中煤新集集团板集煤矿   安徽  亳州  236000

摘要：安全生产是煤矿企业永恒的追求，职工伤亡事故对煤矿企业带来的损失是无法用金钱来衡量的，面对各类顶板事故的高发，要从支护源头管控，这就要求在实际的煤矿掘进作业中，超前探查前方地质情况，结合实际的地质条及煤层结构进行支护方案设计，所采用的支护技术能够有效地提升复杂地质条件的顶板安全性。通过支护技术优化到达提升巷道围岩支护强度的目的，有效的降低了掘进工作面顶板事故。同时生产施工过程中要严格按照支护技术的要求进行落实，并加强各项环节工程质量把控。

关键词：复杂地质条件；煤矿采煤掘进支护技术；策略

引言

煤矿生产中需根据地质条件和设计要求，选择合适的施工方法对巷道进行支护，确保巷道顶板安全。煤矿地质条件不同，其特点也不尽相同，采用的支护方案也有所不同。支护方案选择是整个煤矿掘进过程中最重要的基础性和关键性环节，应根据地质情况选择掘进支护技术。

1复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用的重要性

煤矿掘进是通过开掘地下巷道的形式来进行的施工，随着开采深度的不断增加，会使岩层原本稳定的应力状态受到破坏。因此，在岩层压力的作用下会使巷道围岩出现变形、破坏、坍塌等事故，为煤矿掘进带来严重的安全隐患，最为常见的就是因掘进作业使岩层失去支撑而发生的顶板事故。在此情况下，要求在煤矿掘进中能够做到及时对巷道进行支护，保证工作面支护的强度能够承受岩体压力，以此来防止围岩出现断裂坍塌等情况，尤其是在复杂地质条件下要做好对岩层走向及特征的勘察，确保支护技术的应用能够做到对冒顶事故的有效控制。巷道支护方式和支护参数可以通过地质力学参数测试，分析出巷道围岩受掘进扰动时的变化及裂隙张开、扩容情况，简历巷道围岩地质力学模型，设计出可以满足矿井现有巷道支护需要的支护设计，同时确保支护方案科学、合理。

2煤矿掘进支护技术应用现状

煤矿掘进施工，受到施工工序、现场地质条件、支护参数及工程质量影响，顶板事故频发。从煤矿巷道进行分析，巷道是矿井组成的重要结构，想要保证相关工作人员在巷道中的安全，就须确保巷道有着良好支护效果，保证巷道的稳定性能够提高煤矿开采的效率。现如今，井工煤矿浅层的煤炭资源在不断减少，煤矿的开采深度在不断提升。巷道的围岩变形量增加，给相关的掘进支护提出了更高的要求。其中最为主要的就是随着开采深度的加大，会对巷道的安全稳定性带来负面影响。对于这一问题，就需要合理的优化改进煤矿掘进支护技术，应用科学的技术方式，为煤矿的安全发展提供前提保障。从目前的实际情况来看，应用最为广泛的就是锚杆支护，该技术能够极大程度上提高巷道的稳定性。但是，在实际的掘进过程中，还需从实际情况出发选择合理的支护技术，在确保安全的条件下，进一步提高煤矿的经济利益。

3复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术

3.1直接破顶支护技术

直接破顶支护技术主要指在掘进期间遇到断层时，工作人员采用掘进设备对断层顶部位置进行直接冲击，消除顶板及围岩不稳固的部分，保留处于稳定状态的顶板及围岩，然后再对其进行加固。掘进时，锚网索的合理运用可有效提高煤矿掘进效率。

3.2支架支护技术

该支护形式是通过U型钢支架、矿用工字钢棚、单元形支架或者单体加π型梁等形式达到支护目的的，这种支护形式能够形成良好的断面现状，从而使其形成可靠且稳定的支护性能。在支架支护技术的应用中，需要根据煤矿掘进的作业情况来进行设计，确保在支护施工中所使用的钢材的预应力能够达到规定标准，实现有效加固围岩的效果。支架支护技术可以与超前支护进行结合应用，这样能够对支护效果进行强化，并对顶板冒落故事进行预防。但是，在支架支护技术的应用中，其整体的投入较高，需要应结合煤矿掘进的综合情况来进行考虑及应用。

3.3光爆锚喷支护技术

光爆锚喷支护是一种先进的井巷掘进支护技术，主要包括光面爆破、锚杆支护和喷射混凝土三方面内容。在地质条件比较复杂的情况下，该支护不是消极地承受围岩压力，而是尽量保持围岩的完整性。应采用高强度钻机辅助施工，遇到和岩石硬度较大且容易破碎地层时可使用超高压旋喷法实施预裂处理，以达到有效降低破碎程度的目的。在施工前，需对掘进各个环节都做好充分准备。(a)地质条件复杂且有可能存在断层等现象时，必须先确定合理的锚杆参数；(b)根据实际情况选择合适的位置和钻孔方法完成锚喷工作后再进行后续作业；(c)为保证巷道处于最佳状态，掘进过程中要采取一定的保护措施保证稳定性。光爆锚喷支护技术的应用中应注意：(a)先进行煤巷围岩稳定性分析、支护结构设计和施工组织，根据地质资料确定掘进方法，选择合适的断面形式；(b)合理安排钻探深度及长度等参数，对不同类型工程采取相应的措施进行技术经济比较并做好记录工作；(c)采用先进设备，提高生产效率，降低成本投入；(d)在保证安全可靠的前提下尽可能缩短工期和减少资源消耗。

3.4双网支护技术

双网支护结构的表现结构属于连续式多级跨度的双曲拱形结构，这种结构能够实现支架的轻型化、连续化以及立体化特征，从而保证煤矿巷道的稳定性。在双网支护技术的应用中，应根据煤矿巷道的岩层情况来进行设计，确保此结构在应用中能为围岩提供足够的支持，缓解顶板岩层所产生压力，实现对巷道的连续支撑，以此来提升巷道整体的强度，对围岩松动、崩解等情况进行控制，从而提升煤矿掘进的安全性。双网支护技术在应用中其投入较少，因此在对煤矿掘进的支护施工中具有较好的应用效益。

3.5U型钢架固定支护技术

应对U型钢架进行科学设计。U型钢架的功能在于临时支护，适用于断层区域，可降低围岩坍塌及破碎事故发生的概率。综合应用U型钢架固定支护技术，确保形成45°左右的锚杆倾斜角度，同时还应提高预紧力，实现对围岩结构的加固，可降低煤矿掘进过程中发生顶板脱落现象的概率，构建稳定的煤矿掘进环境。

4在复杂地质条件下使用煤矿掘进支护技术的注意事项

4.1采用合适的设备进行掘进

对于复杂地质的煤矿掘进而言，合理应用煤矿掘进支护设备也是其中的关键，从现如今常见的掘进机应用进行分析，分为普通综掘机和掘锚一体机。掘锚一体机能够实现掘进与锚护同步作业，极大地提高了掘进工作效率及安全保障。从中我们可以看出，在施工的过程中，相关的工作人员需要从实际情况出发，进而采用最合理的掘进机器，与此同时，还需要应用到合适的技术，只有这样才能有效提高掘进的质量和效率，并且把相关掘进设备的作用发挥到最大。

4.2采取合理的临时支护设备进行掘进

在进行煤矿掘进工作的过程中，因为该工作存在着较大的风险性，如地质条件较为复杂的话，其风险性也会随之加大。对于之一情况，就需在进行复杂地质的掘进工作中选取最为合理的临时支护设备进行掘进，这样不仅能够有效确保工作人员的人身安全，还能够确保掘进过程顺利的进行。

结语

复杂地质条件下煤矿的高效安全掘进非常重要。煤矿掘进支护技术在煤矿开采中发挥着重要作用，不仅能保证施工安全，还可以提升掘进效率。尤其是在地质复杂的情况下，应选择适合的掘进设备及相应的支护技术，制定完善的施工管理办法和体系，确保煤矿掘进安全高效。要适应新时代煤矿掘进支护技术发展的新潮流，使煤矿掘进支护技术更好地为煤矿开采工作服务，保障煤矿安全生产工作更快更好发展。

参考文献

[1]魏鹏达.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用标准[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(23):177-178.

[2]赵忠伟.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及运用[J].当代化工研究,2021(14):53-54.

[3]杨志旺.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用分析[J].机械管理开发,2021,36(5):265-266.