分析复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用

分析复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用摘要：伴随着现代经济社会的发展与持续推进，社会大众日常生活与工作过程当中对于煤矿资源的需求量呈现出了极为显著的发展趋势，由此也带动着煤矿企业的持续发展。然而，不容忽视的一点在于：伴随着煤矿企业对既有资源开采强度的不断加大、开采深度的不断延伸，煤矿开采区域，特别是集中性煤矿开采区域所处的工程地质条件更加复杂与多变。在此过程当中，地质条件可能对煤矿开采产生较大的影响，要求在掘进过程中对整个工作面进行良好的支护。基于此，本文着眼于河南平顶山煤矿开采工程地质实际情况，详细分析在此地质条件作用之下，煤矿掘进支护技术的应用问题，并据此论证了其在提高整个煤矿采掘工作安全性与有效性方面所发挥的重要意义，希望能够引起关注与重视。关键词：复杂地质条件煤矿掘进支护技术应用分析伴随着煤矿企业对既有资源开采强度的不断加大、开采深度的不断延伸，煤矿开采区域，特别是集中性煤矿开采区域所处的工程地质条件更加复杂与多变。在此过程当中，地质条件可能对煤矿开采产生较大的影响，要求在掘进过程中对整个工作面进行良好的支护。在当前技术条件支持下，直接破顶法、退后卧底法以及锚杆临时支护加U型钢架法均适用于复杂地质条件下的煤矿掘进。与此同时，为保障上述掘进支护技术能够得到有效且稳定的应用，还需要从多个方面对其进行控制与关注。本文试针对上述相关问题做详细分析与说明。1平顶山煤矿掘进地区基本地质条件分析平顶山煤矿掘进地区位于我国河南省境内平顶山市，是我国开采时间较早的老矿区之一。在该矿区进行煤矿采掘作业的过程当中，发现，该地区的基本地质条件复杂多变，不但断层多、矿井地压大，同时水文地质条件也相对复杂。具体而言可以概括为以下几个方面：首先，在该区域煤矿开展深度不断延伸的过程当中，各个煤层顶板所对应的岩层属性开始呈现出较为强烈的波动趋势。其中，最为突出的一点表现为：起拱围岩应力有着明显的上升趋势；其次，在该区域煤矿开采过程当中，矿井煤层、顶板、底板结构松软，潜在发生破碎的安全隐患。与此同时，在涉及到这一区域的巷道掘进工作过程当中，难以形成预期的巷道掘进工作面，可能产生极为显著的变形问题。更加关键的一点是：在前掘后修的工作模式下，一旦在巷道掘进过程中发生底板的松软问题，则势必会引发卧机现象，影响整体施工进度的开展；最后，在针对矿井薄煤层进行开采的过程当中，矿井巷道回采工作面所对应的掘进支护技术主要以煤巷或者是半煤岩巷为主，由此使得此过程中对于巷道掘进速度的要求过高，在涉及到对断层巷道以及大坡度巷道的掘进过程中，不但潜在安全隐患，同时也无法满足巷道回采工作面的支护要求。2复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用分析2.1复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的分类：结合上文中所提到的平顶山煤矿所对应的复杂地质条件，建议在此区域煤矿巷道掘进支护的过程当中，以锚网支护为最主要的选择。其中，可结合实际情况，进一步在直接破顶法、退后卧底法以及锚杆临时支护加U型钢架法这三类支护技术当中合理选取。2.1.1首先，对于直接破顶法而言，此项掘进支护技术主要是利用掘进设备，直接针对断层顶部进行破除，留下结构相对稳定的顶板围岩。在此基础之上，以锚网索对其进行支护。在此过程当中，需要特别注意的是：对于顶板落差在2米以内，且岩石硬度在5级以下的顶板围岩结构而言，掘进过程当中可能引发大面积的顶板碎裂问题，因而支护难度加大。现阶段，此项掘进技术多适用于对整体坡度较大且岩石坡度较缓地质条件下的煤矿巷道掘进工作。2.1.2其次，对于退后卧底法而言，在该煤矿掘进工作区域中，对于顶板结构较为稳固、完整性较好，且顶板与地板绝对落差在2.5米单位以内的情况下，可采取支护方式进行围岩。在此过程当中，掘进机保持后退状态，而卧底保持前进状态，通过此种方式确保煤矿巷道内部所对应的地位高度以及稳定性能够满足相关要求。通过对此项支护技术的合理应用，可确保断层顶板的完整性，同时达到提高围岩结构稳定性的重要目的，有着极为突出的安全性优势。2.1.3最后，对于锚杆临时支护加U型钢架法而言，在本文所研究的平顶山煤矿掘进工作区域内部，存在较大落差的断层，在这一条件下，围岩结构发生破碎以及坍塌的可能性均比较大。针对这一实际情况，需要采取超前支护、锚杆支护等临时支护技术与U型钢架固定支护技术的混合使用，最大限度地将锚杆倾斜角度控制为45。在此基础之上，需要借助于预紧力实现对围岩结构的加固，防止煤矿掘进工作面顶板出现破落问题，提高煤矿掘进工作面的安全性与稳定性。2.2复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的关键问题分析：要想最大限度地保障复杂地质条件下煤矿掘进作业的有效性，除选取合理的掘进支护技术以外，还需要通过对综掘机的选型、截齿的选择等问题加以详细研究，以保障上述掘进支护技术能够达到最高效的应用。具体可分为如下两个方面。2.2.1一方面，综掘机的选型问题直接关系到煤矿掘进支护技术的应用有效性。在此过程当中需要重点从以下几个方面入手，衡量综掘机是否能够满足煤矿掘进支护的相关要求：巷道断面的适用性；切割功率大小；切割强度大小；运行效率高低；配件供应质量；煤岩强度高低。2.2.2另一方面，对于截齿的选择过程中，需要考虑的问题是对综掘机截齿耐磨性强度的合理选取。选取高强度的截齿有助于提高煤矿巷道掘进过程中截割速度，同时防止截齿出现过大的磨损。然而，需要注意的一点是：当岩石硬度高于综掘机的截齿切割能力的情况下，不应当继续使用综掘机设备进行强行切割，而应当改选为爆破作业的方式，防止设备出现损坏问题，提高设备的有效使用寿命。3结束语通过本文以上分析不难发现：要想最大限度地保障煤矿开采过程中的安全性，同时实现对煤矿开采工作效率的合理提升，选取并成功应用合理的煤矿巷道掘进支护技术无疑是至关重要的环节之一。要求相关工作人员在充分分析复杂地质条件构成及特点的基础之上，选取合理的掘进支护技术，针对掘进支护应用过程中的相关问题加以特别关注与重视，提高技术使用的合理性。总而言之，本文针对有关复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用及其关键问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。参考文献：1付永志.大断面综采开切眼掘进、支护技术探讨C./第三届全国煤炭工业生产一线青年技术创新论坛论文集，2008：31-33.2徐明先，韩永胜，刘忠家等.二道河子矿西区3#部条带综采面动压区掘进支护工作分析J.煤炭技术，2005，24（2）：33-34.3廖生波.揭穿高瓦斯突出性煤层支护技术浅谈过石门突出煤层的掘进支护J.煤炭技术，2005，24（3）：