复杂地质条件下煤矿掘进支护技术分析

复杂地质条件下煤矿掘进支护技术分析

马广斌

陕西华电榆横煤电有限责任公司 陕西省 榆林市 719000

摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多，煤炭资源的需求量逐渐增加。随着对煤炭需求量的增加，煤矿数量不断增加，煤炭储量日益减少，导致煤矿在开采过程中只能将目标移向地质条件较为复杂的区域，这增大了开采的难度和危险系数，甚至存在很多安全隐患。掘进是煤矿开采过程中极为重要的工作内容，在煤矿掘进过程中，不仅要考虑不同地质条件下的掘进方案，还要考虑如何在掘进中进行支护加固，确保开采的安全性。因此，应重视复杂地质条件下煤矿掘进和支护技术的研究，以提高煤炭的开采效率，减少安全事故的发生，为煤矿开采提供更加安全的工作环境尤为重要。

关键词：复杂地质；煤矿掘进支护技术；应用

引言

煤炭资源开采力度越大，井下作业难度也越高，尤其是一些处在复杂地质区域的煤矿，为了提升掘进作业的效率和安全性，应加强对支护措施的应用。这要求首先应全面掌握地质条件的实际情况，以及相应安全影响因素，然后再开展复杂地质掘进支护。

1煤矿巷道掘进支护技术分析

1.1临时支护技术

随着工业技术的发展，很多新型设备产生，这些设备功能强大，一般都具备临时支护的功能。以综掘机为例，其具有液压系统，可以通过液压系统的稳定性控制自身的稳定性，其液压锁的临时支护效果优良，在一些巷道的掘进支护中起到了重要作用，提高了掘进的安全性。

1.2后退卧底支护技术

在进行煤矿采煤掘进时，经常会遇到断层，这些断层可能发生上移或者下移。尤其是在复杂地质条件下，在开展掘进工作时更容易碰到各种断层问题。如果不及时进行处理，会加大工作的危险系数，甚至危害工作人员的生命安全，同时还会增加支护的难度。针对这种情况，可以采用后退卧底支护技术，将断层带来的不利影响降至最低。但是后退卧底支护技术对煤矿巷道的条件有一定的标准和要求。在进行支护时，如果断层的落差值不高于2.5m，且顶板的条件也满足安全要求，可选择锚网索支护的方法来有效加强对巷道围岩的支护，使支护满足相关要求和标准。同时在进行巷道支护时，一般要求掘进机与支护体的间距保持在14m左右，确保开采环境的安全。如果煤矿掘进施工面的坡度比土坡坡度小，会导致巷道路段无法满足坡度的要求，这时可采用后退卧底支护技术开展相关工作，使巷道整体高度满足有关的支护规范要求，为后续煤矿掘进开采工作提供基础保障，确保煤矿掘进工作能够安全顺利地开展。

1.3锚网支护技术

如果在煤矿开采中存在较多断层，掘进过程中的岩层坡度大，就应该选择锚网支护技术，以此保证巷道的稳定性，使掘进作业可以顺利进行。一般情况下，巷道顶板岩层的硬度在5m以下、硬度差异在2m范围之内时，能够给锚网支护提供良好的支持，可以在破碎的顶板岩上方进行锚网的铺设，再进行锚杆的连接，起到较好的支护效果。如果作业环境的岩层完整性较高，在不存在破损顶板岩的巷道中，可以借助2.5m以内的岩层落差，通过退后卧底法支护围岩，该方式可以保证掘进的安全进行。

1.4直接破顶支护技术

煤矿采煤掘进过程中，当遇到顶板岩层松软煤层时，容易在掘进过程中出现位移和塌落。针对这种情况，可以在掘进过程中应用直接破顶支护技术进行破顶操作。直接破顶支护技术是利用相应的掘进设备对断层顶端进行强烈破除，从而有效破除煤矿在开采和掘进过程中存在的一些不稳定部分，然后根据具体情况对巷道进行加强支护，这样也能够进一步提高顶板围岩的稳定性，增强巷道掘进工作的安全性。但是在实际过程中应用直接破顶支护技术时对顶部岩层强度具有一定的要求，一般当顶部岩层强度不超过5kPa、断层落差不高于2m时，岩石比较脆弱，容易出现破碎，无法进行支护，则不能应用直接破顶支护技术；当顶部岩层强度超过5kPa、断层落差高于2m时，应使顶板岩石自行脱落，确保支护效果达到最优。复杂地质条件下，当遇到破裂问题时，可通过对掘进技术的调整来提升直接破顶支护技术的使用价值。当煤矿掘进工作遇到坡度较大的情况时，一般首选直接破顶支护技术来加固支护体。

2复杂地质条件下煤矿巷道掘进支护技术应用研究

2.1矿压监测

我国《煤炭工业技术政策》中对矿压监测提出了严格要求，表示监测矿压应周期进行，充分结合工作面顶板压力、岩层特点、以及作业周期，然后再分析矿压的变化规律，接下来以矿压的变化规律为基础设计支护方案。在矿压检测中可以使用的仪器设备较多，比如液压式、机械式、电阻应变式等，其中有些仪器设备都可通过电缆传输，但信号容易被干扰，而随着科学技术水平的不断提升，当前在我国煤矿的矿压监测中开始是应用新型光栅传感器技术，可以通过光信号清晰传递巷道矿压信息，极大提升了矿压数据的准确性。同时结合应用智能技术，可实现对矿压的自动化监测，而且不需要人工进入现场就能获取矿压数据。该煤矿将光栅传感器技术应用到了矿压检测中，为支护方案的设计提供了准确参考。

2.2注重现代化技术的利用

随着社会的发展，人们对煤炭的需求量不断增加，促使煤矿进一步扩大了开采规模。在这样的时代背景下，煤炭资源被大量开采，地表浅层的资源大部分被开采，想要获取更多的煤炭资源，就需要进行深层开采。深层开采需要较强的掘进和支护技术。在复杂的地质环境中，实现深入且稳定的开采具有较大的难度，因为地质结构会出现褶皱等不良现象，传统的技术难以满足安全生产需要，必须进行创新，引进先进的技术进行深层巷道掘进。目前，很多煤矿在巷道掘进中，选择动态耦合技术，可以适应复杂的地质环境。在现代化技术和机械的共同作用下，提高了巷道支护的稳定性。

2.3加强巷道支护管理工作

在煤矿巷道支护工作中，可以从技术和管理两方面入手，加强巷道管理工作的效能。在技术层面，密切关注采矿区周围地质变化，做好地质薄弱区域的动态检测；聘请优秀的地质勘探检测团队提供业务支持；地下水渗透、地质断裂层、煤层瓦斯超限等煤炭采掘环境要重点关注，并制定相应的应急保障策略。做好井下围岩的加固工作，可以采用超前注浆技术，提高周围岩层的稳定性；采用锚杆、锚索和锚网立体支护技术，强化煤层断裂带支护效果；同时，利用先进的探测设备，密切监视地表应力变化，提前捕获锚索固定脆弱位点并采取加固措施，提高巷道支护的安全性和稳定性。在管理层面，加强支护器材的质量管控，把控锚固螺帽的精度，在条件允许的条件下，采用专用锚固定螺母代替普通螺母，提高在复杂地质条件下锚固定点的整体承载力。在锚杆支护施工过程中，加强支护现场的管理，严格制定并落实巷道支护方案，明确现场施工单位和部门的职责，确保按照施工要求提供安全稳定的巷道支护环境。

结语

综上所述，当前煤炭产业的发展态势愈发良好，煤炭资源的需求量与日增加，但要明确，在煤矿井下作业中，地质条件是非常重要的内容，可直接影响井下作业效率和安全性，因此一旦遇到特殊地质或者复杂地质应做好前期勘查工作，并结合勘查结果开展掘进和支护作业，从而保证井下作业的顺利进行。

参考文献

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