复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用

复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用

范长友

内蒙古牙克石五九煤炭（集团）牙星分公司一号井 内蒙 牙克石022150

摘要：随着社会和时代的进步，煤矿要进一步发展，必须加强掘进支护，确保生产效率和安全生产。从这个角度可知，在煤矿加大掘进支护技术的推广力度，可以促进煤矿工业发展。另外，煤矿开采工作人员需要在实践中不断地积累经验，对煤矿掘进支护技术进行深入剖析和探索，推动我国煤矿开采技术不断发展，提高矿井生产效率和质量，防止矿井发生安全事故。目前，矿井的开发程度和面积在不断扩大，存在复杂的地质环境。因此，合理应用掘进支护技术是必要的。

关键词：复杂地质条件；煤矿掘进支护技术；应用

1复杂地质条件区域划分

工程地质条件的要素包括地层的岩性、地质构造情况、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌等。其中，地层的岩性是最为基本的工程地质研究要素。研究内容包括勘探地区地层的成因、时代、产状、成岩、变质程度、风化程度和特征、软弱夹层等和开采地区地质条件相关的物理力学性质。通常情况下，勘探人员将情况较为复杂的地质条件区域划分为：煤层中含有泥岩的、煤层顶板属于复合顶板还有页岩夹层属于泥质页岩夹层的；在火烧区边界进行煤矿掘进工作，其顶底板松软容易产生冒落危险的区域；在掘进过程中揭露的断层区域和冲刷带区域；受重复采掘行动影响的巷道和需要长期修护的巷道区域。

2复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用

2.1破顶法的合理应用

破顶法可以根据字面直接理解，就是直接破碎顶板的意思。通常应用在岩层强度低、整体发育情况差、节理裂隙发育、自稳能力低的地区。在实际作业过程中，施工人员需要借助相关专业设备辅助进行。要先留下性质较为稳定的顶板，再利用专业设备使得其稳定性充足，而后再进行支护处理。通常情况下，在岩石大且坡度平缓的地区使用破顶法作业的工程较多，其他地区则较少使用此种施工方法。

2.2锚杆支护技术

锚杆支护技术是煤炭开采最有效的手段，主要在巷道内部合理布置锚杆，使不稳定的围岩形成结构性较强、稳定性较大的工作面。相比其他掘进支护技术而言，锚杆支护技术应用的稳定性和安全性较高，但成本投入相对较大。锚杆支护技术也是煤矿支护过程中较先进的一种技术，应用范围较广，实用性较强，在各种复杂地质环境下都能发挥支护作用。锚杆是一种新型的高强度锚固装置，在应用过程中具有如下特点：①锚杆支护施工操作简单，安装方便灵活，所需掘进空间较小；②在安装施工过程中机械化程度高，对技术要求较低；③支护效果良好，能够完成多种地质条件下的支护任务，具有良好的应用价值。但我国地域辽阔，不同地区地质条件有着较大不同，无论应用哪种掘进支护技术，均需要对地质条件进行深入分析，根据实际情况采取科学的施工手段，如此才能确保施工的安全性和支护的可靠性。与其他掘进支护方式相比，锚杆支护技术的应用效果虽然相对较好，但依旧存在问题。由于锚杆支护属于隐性支护方式，在支护完成后难以对锚杆支护效果进行预测性判断，如果施工过程中存在一些安全隐患也难以及时发现，可能会导致无故冒顶问题，对掘进工作产生恶劣影响。除此之外，对变形量较大的软岩地质情况而言，锚杆支护技术的支护效果不佳，锚杆难以固定在周边软岩上，进而影响锚固效果。

2.3光爆锚喷支护技术

随着科学技术的不断发展，光爆锚喷支护技术作为一种先进巷道掘进支护技术也被逐步应用到煤矿开采过程中。该技术是在锚杆支护技术的基础上发展而来的，包括光面爆破、锚杆支护和混凝土喷射。对地质条件较复杂的开采区域而言，传统的支护技术已经难以满足安全开采的支护要求，而光爆锚喷支护技术的应用能够有效提高整体围岩完整性，使围岩形成一个整体性结构，进而实现稳定性的提升。在施工过程中，需采用高强度钻机辅助施工，遇到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，以此实现降低围岩破损程度的目的。除此之外，在施工前，施工人员要提前做好准备，具体包括如下几个方面：①在复杂地质条件下，掘进路线中可能存在断层，测绘设计人员需要根据地质条件确定锚杆参数，确保光爆锚杆支护技术符合支护安全性要求；②要选取合理的位置和钻孔方式，后续完成锚喷作业；③为保证巷道处于最佳状态，在掘进过程中要采取保护措施。为了提高光爆锚喷支护技术的有效性，在施工过程中要加大对以下几方面的关注力度：①对地质情况进行认真细致的研究，以此为基础确立光爆锚喷支护技术的应用基础参数；②对比光爆锚喷支护技术与传统支护技术的安全性、经济性及可行性；③加强对设备性能的检测，避免在施工过程中因设备性能不足导致加固工作延误，对安全性产生影响。

2.4U型钢架固定支护技术

在煤矿开采过程中，U型钢架固定支护技术是应用最多的一种支护手段，主要被应用于临时支护。利用U型钢架对顶板进行支撑，降低顶板和围岩塌落的概率。通常情况下，在应用U型钢架固定支护技术后，施工人员应立即进行锚固施工，提高围岩稳固性，避免后期出现塌落，为煤炭开采提供一个安全稳定的环境。

3煤矿掘进支护技术的应用措施

3.1计算支护临界点

支护的关键问题建立在支撑系统的基础上，对矿井操作水平进行全面分析，并对关键点进行合理预测，从而达到掘进效果。为了提高煤矿开采效益，必须对不同的生产流程进行全面优化，并对煤矿开采复杂环境的不确定性进行评价。在实际的掘进过程中，开挖速度也会发生变化。在施工之前，采用立井开拓，再应用斜井开拓，完成以上作业后，按照开拓方案开展相应的工作，保证施工进度。

3.2重视临时支护技术应用

为了充分发挥掘进支护的作用，保证掘进施工的安全进行，必须采用自备的液压系统进行辅助施工。在隧道工程中，临时支护是一种非常有效的方法。在采用临时支护技术的过程中，必须对施工现场进行检查，包括在掘进设备中安装水力锁紧装置，确保其最大限度地发挥作用，提高矿井作业的安全性。

3.3做好施工组织管理工作

综采技术在煤矿掘进施工中得到了广泛应用，但在地质条件复杂的情况下，必须加强施工组织和管理。第一，完善施工机制，提高掘进支护管理质量。同时，在利用监控设备监控矿井生产的过程中，该系统可以对地质环境进行实时监测。第二，在煤矿掘进过程中，施工场地的地质条件会发生变化。为此，必须对掘进系统进行科学的分析和管理，选取掘进方式。第三，在煤矿掘进施工过程中，必须强化施工管理，建立健全煤矿施工管理体系和施工体系，要求管理者结合煤矿生产、管理情况开展，及时反馈地质情况，可保障井下作业人员安全，进而保障煤矿掘进施工能够顺利完成。第四，建立现代化的掘进施工管理体系，对矿井经理进行定期培训，并组织专业施工队伍，提高施工人员的技术水平，优化施工技术，保证煤矿生产效益和生产安全。

4结语

综上所述，地质条件是影响煤矿开采安全最重要的一个因素，加强对地质条件的分析研究有助于提高煤矿巷道掘进的支护效果，对保障开采效率和开采安全有着重要作用。为了提高支护效果，煤矿还需加强对巷道掘进支护技术的研究，根据地质条件选取合理的支护技术，制定完善的施工管理制度体系，确保支护施工的有效性。除此之外，煤炭企业还需加强对新技术的应用。

参考文献

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