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

樊军

内蒙古俊元矿业有限公司   内蒙古   鄂尔多斯  017000

摘要：煤炭作为基础能源，在我国经济发展过程中发挥了不可或缺的重要作用，而长期的开采则使得地表煤炭储量越来越少，开采掘进作业不得不继续深入，面临的地质条件就更加复杂且恶劣，因而施工面临的难度就越来越高。地质条件的高度复杂化特征同样给支护技术带来了挑战，使得煤矿开采掘进必须在先确保支护技术可靠性的前提下开展，来确保开采工作具有应有的安全性。

关键词：煤矿；掘进支护；复杂条件

1.煤矿开采掘进支护技术的作业形式

对于复杂地质条件而言，煤矿开采作业所有相关技术的应用需要高度契合实际地质条件，这其中包括支护技术的应用。采区巷道的设置及布局应具有高度科学性与合理性，避免因导致地质条件变化造成连锁反应。因此，对巷道、井筒及煤层的开凿需严格控制开凿数量，且开凿过程中需要高度重视围岩的稳固程度。一旦围岩出现稳固性不良的迹象，必须马上针对迹象可能的影响范围及其他相关因素加以分析，谨慎选用行之有效的支护措施，以防巷道空间崩塌，进而保证开采掘进作业的安全。

掘进支护是煤矿开采掘进中较为常见的一种作业形式，是指在开采过程中灵活运用掘进技术与支护技术，利用围岩强度充分发挥其自身的承载作用，这种做法能够大幅提升作业效率，在降低劳动强度的同时还能实现成本的有效节约。但该作业形式同样容易受到复杂地质条件的限制，且支护过程表现出明显的被动性，对支护设备造成的损耗比较大。另一种作业形式是采用综掘机进行开采掘进施工，但需要做好综掘机的管理工作，为之匹配科学的管理制度，来实现施工效率的提升。如作业过程中采用了弯皮带运输技术，就可采用大角度长距离的拐弯掘进，针对小角度连续拐弯则可控制其拐弯角度，以减少皮带运输机的配置数量，从整体上提升作业效率。

2.复杂地质条件对煤矿巷道掘进的影响

复杂地质条件对煤矿巷道掘进具有重要影响。首先，复杂地质条件主要包括岩层变化、断层、溶洞和地应力等因素，给煤矿巷道的掘进带来挑战。岩层变化是复杂地质条件中的一个重要因素。在巷道掘进过程中，经常会遇到如岩性突变、岩层倾角变化，施工过程中可能会出现岩层崩塌、冒顶等事故。其次，断层是另一个复杂地质条件对煤矿巷道掘进影响的重要因素。断层是地壳中岩石的位移面，导致巷道变形和破坏。巷道穿越断层时需要采取相应措施来减少断层对巷道的影响，如人工支护、加固措施等。此外，断层还会导致瓦斯和水的积聚，增加巷道的安全风险，在巷道掘进过程中需要特别注意瓦斯和水的处理。此外，溶洞也是复杂地质条件中常见的一种。在煤矿巷道掘进过程中，如果遇到溶洞，会给巷道支护和排水带来很大困难。溶洞会导致巷道坍塌和沉陷，甚至引发地面塌陷。最后，地应力也是复杂地质条件中对煤矿巷道掘进影响较大的因素之一。地应力是指地质构造和地下岩体的应力状态，其大小和方向会严重影响巷道稳定性。高地应力会导致巷道变形和破坏，增加巷道掘进难度。因此，在设计巷道时需要合理考虑地应力的影响，并采取支护措施，如合理布置支柱和锚杆。

3.煤矿巷道掘进支护技术应用

3.1智能化巷道掘进支护装备的应用

当下，煤矿巷道掘进支护技术注重引入智能化巷道掘进支护装备。智能巷道掘进机配备了各种传感器和控制系统，可以实现自动化操作和实时监测。自动化支护设备根据实时监测的巷道变形情况进行智能化操作。这些装备具有自动化、智能化和高效化特点，可以提高巷道掘进和支护的效率和安全性。通过引入智能化装备，可以减少人工操作的风险和误差，提高施工效率。

3.2环保型支护技术的研究

新时期的支护技术关注绿色环保。在支护材料的选择和使用上，注重选择无毒、无害及可回收利用的材料，减少对环境的污染。例如，使用可降解的支护材料，避免对土壤和水源造成污染。此外采用循环利用的支护材料，如再生聚合物材料，减少资源消耗。通过研究环保型支护技术，实现巷道施工过程的可持续发展，保护环境和人类健康。。

3.3树脂锚杆

树脂锚杆是一种新型的锚杆支护技术，能提高巷道的稳定性，避免围岩发生较大变形，从而确保煤矿开采工作顺利进行。树脂锚杆技术是使用树脂锚杆将巷道顶板进行支护的一种方法，具有操作简单、效果显著、成本较低等优点。随着我国科学技术不断发展，树脂锚杆技术也不断发展。目前，我国树脂锚杆的种类较多，包括金属树脂锚杆和复合树脂锚杆等，但是在实际应用中，还是以金属树脂锚杆为主。由于金属树脂锚杆抗拉强度和刚度较好，因此在煤巷掘进过程中应用较广。但是考虑到金属树脂锚杆会受到应力作用而发生变形的情况，因此在使用时必须保证其强度。复合树脂锚杆能很好适应各种复杂的地质条件，有效提高煤巷掘进过程中的安全性与稳定性。

3.4单体柱技术

在我国煤矿开采过程中，经常会遇到煤层较薄的情况，由于煤层厚度变化非常大，不同煤层厚度在顶板中的作用也不同。如果工作面遇到厚煤层，需要使用单体柱进行顶板支护。单体柱技术主要是通过单体液压支柱对顶板进行支护，这样不仅能够提高支护效果，还能够保证生产安全。在使用单体柱支护时，要对顶板进行调查，根据情况选择合适的支护方式。一般情况下，顶板发生变形后需要及时支护，保证生产安全；在遇到厚煤层时，要进行放顶处理，再根据情况对薄煤层进行支护。

3.5锚索支护

锚索施工工艺主要包括钻孔、清孔、注浆和锚索张拉。在锚索施工之前，需要在锚孔内插入钢楔，再将钢楔牢牢固定在顶板上，将钢楔安装到钻机上，然后使用高压风对钻头进行吹孔，利用高压风将锚孔中的岩粉吹净。当钻孔施工完成后，必须按照设计要求测量孔深。同时，还要将锚索安装到钻机上，对孔深进行严格检查与校核。如果发现锚索安装位置出现偏差，要及时采取纠正措施。清孔是锚索施工过程中的关键步骤之一，如果在这一过程中不能完全清除岩粉和尘土，会影响锚索施工质量。因此，在清孔时必须使用高压风４２对孔内进行吹扫，确保钻孔内的岩粉和尘土被吹到孔外。

3.6机械掘进

机械掘进是通过应用机械设备对巷道进行掘进工作，该方式效率高、安全可靠、操作简单，能够有效提高煤矿开采效率与安全性。在应用机械掘进方式时，需要注意以下几点：首先要对掘进工作面进行设计，确定好工作面位置，在掘进过程中要保证工作面宽度满足要求；其次要选择合适的掘进机，如果掘进机的截面积较小，将会导致采掘系统的生产能力降低，从而降低煤矿的开采效率。在工作中不仅需要根据地质条件与煤层情况合理选择掘进机的型号，还要选择合适的截齿尺寸，截齿尺寸过大容易导致掘进机打滑，过小则会导致掘进机无法正常工作；最后需要重视对掘进机的检修，因为掘进机在掘进过程中会产生大量粉尘与煤泥等物质，所以加强对掘进机的检修，才能保证正常运行。

结束语

煤矿行业是安全事故高发的高风险产业，在面临复杂地质条件时不良事件发生率更高，且具有更强的危害性。因此对于煤矿开采掘进过程中的支护技术，应确保其功能性、科学性及有效性，通过不间断的优化提升支护效果，提升煤矿开采掘进过程的安全性。

参考文献

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