熊錦東（華坪縣永興金達(dá)礦業(yè)有限公司，云南麗江674800）

復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析

熊錦東（華坪縣永興金達(dá)礦業(yè)有限公司，云南麗江674800）

隨著我國工業(yè)近幾年的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對煤炭資源的需求是日益增加，對煤炭企業(yè)的采煤工作有了更高更嚴(yán)格的要求，因?yàn)閺?fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行采煤工作不僅對采煤技術(shù)、采煤設(shè)備有更高更嚴(yán)格的要求，復(fù)雜地質(zhì)工作環(huán)境對工作人員的安全也有著很大的威脅。本文結(jié)合實(shí)例對復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)以及應(yīng)用進(jìn)行分析。

復(fù)雜地質(zhì)；煤礦采煤；掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)

1 引言

煤炭資源是不可再生資源，隨著開采工作的繼續(xù)，其開采難度逐漸地加大，并且容易開采的地區(qū)開采量越來越少，煤礦開采工作逐漸轉(zhuǎn)移到更為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，開采難度進(jìn)一步加大。同時，這一現(xiàn)狀也提高了煤礦開采安全事故的發(fā)生率，不僅嚴(yán)重影響了煤礦開采效率還嚴(yán)重危機(jī)到人們的生命安全。因此在煤礦掘進(jìn)開采的過程中，加強(qiáng)掘進(jìn)支護(hù)作業(yè)，為煤礦開采工作提供穩(wěn)定、安全、可靠的開采環(huán)境。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)開采分析

2.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變

就煤礦開采而言，均是從淺層向深層進(jìn)行不斷推進(jìn)的，伴隨開采地層的逐步深入，如此勢必會對原本地質(zhì)構(gòu)造造成相應(yīng)程度的破壞，且主要表現(xiàn)于頂層板巖石特性方面，開采期間會產(chǎn)生顯著的轉(zhuǎn)變，同時拱狀的圍巖同樣會面臨極大的外力影響，進(jìn)而加大煤礦掘進(jìn)開采的難度。

2.2 煤礦巷道的開挖

受復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境影響，某礦井上部、底部土質(zhì)相對松散。在煤礦巷道開挖期間，巷道無法持續(xù)維持固定形態(tài)，而且一次成型后并不容易出現(xiàn)變形，另一方面，巷道頂部、底部板塊同樣會產(chǎn)生明顯的收縮，如此便為安全管理有序開展帶來了極大的威脅。

2.3 半煤巷礦區(qū)的安全性

在煤礦巷道掘進(jìn)開采實(shí)踐中，巷道周邊產(chǎn)生大面積的斷裂層，巷道坡度也相對較大，不過，礦井內(nèi)同樣有著龐大的薄煤層儲藏量。開采方在對薄煤層進(jìn)行開采施工過程中，煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)多選取半煤巷為重心，在巷道掘進(jìn)期間，半煤巷對掘進(jìn)技術(shù)、支護(hù)一系列設(shè)備有著十分嚴(yán)苛的要求，就此環(huán)節(jié)而言，要想保證采礦區(qū)煤礦掘進(jìn)開采工作的有序開展，就務(wù)必要盡可能確保半煤巷礦區(qū)的開采安全。

2.4 開采設(shè)備相對落后

開采設(shè)備未得到及時更新同樣一定程度加大了煤礦掘進(jìn)開采的難度，就開采施工技術(shù)設(shè)備角度而言，與先進(jìn)國家開采水平相比，我國在此方面仍舊處于初級發(fā)展階段。在半煤巖開展掘進(jìn)過程中，倘若出現(xiàn)的巖石硬度系數(shù)超過5級，開采設(shè)備各部分極易遭受嚴(yán)重磨損，進(jìn)一步使得巷道掘進(jìn)1.1地質(zhì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變就煤礦開采而言，均是從淺層向深層進(jìn)行不斷推進(jìn)的，伴隨開采地層的逐步深入，如此勢必會對原本地質(zhì)構(gòu)造造成相應(yīng)程度的破壞，且主要表現(xiàn)于頂層板巖石特性方面，開采期間會產(chǎn)生顯著的轉(zhuǎn)變，同時拱狀的圍巖同樣會面臨極大的外力影響，進(jìn)而加大煤礦掘進(jìn)開采的難度。

3 實(shí)例探析復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

煤礦位于華坪縣臘石溝礦區(qū)，礦區(qū)處于楊子地臺-康滇臺背斜-滇中凹陷的北緣。構(gòu)造形態(tài)主要形成于晚期燕山運(yùn)動。礦區(qū)為向北仰起圈閉，向南傾伏敞開的復(fù)式向斜構(gòu)造。礦井井田東部以褶皺為主，以向斜S12-S13為界，分為東西兩個構(gòu)造區(qū)，西為“涼棚緊密褶皺區(qū)”，東為“大凹簡單褶皺區(qū)”。區(qū)內(nèi)呈一較緩的單斜構(gòu)造，傾向除局部隨構(gòu)造的影響而發(fā)生變化外，多為南南東-南南西，傾角東部10～13°，西部10～18°，局部20°。

3.1 爆破掘進(jìn)

3.1.1 深孔爆破基本參數(shù)設(shè)置

在進(jìn)行深孔爆破的炮眼深度確定時，應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)孛旱V井下巷道斷面的尺寸與掩飾的性質(zhì)及爆破過程中的設(shè)備機(jī)械類型等方面進(jìn)行綜合考慮。通常在工程中的深孔鉆機(jī)直徑大約為為100mm，對鉆機(jī)型號確定之后，炮孔直徑就能相應(yīng)地得到確定，而通常情況下采用的深孔孔徑有 150mm、100mm、80mm。在井下煤礦開采的時候一般情況下，2.5m左右的炮眼深度最為合適。該工程煤礦的孔徑是100mm，孔深2m。

3.1.2 炮孔間距及排距的確定

炮孔間距a指的是在深孔爆破過程中同排相鄰2個炮孔之間的距離，它的經(jīng)驗(yàn)公式為：

a=mW1

式中：a為炮孔間距，m；m為拋空的密集系數(shù)，一般m值大于1，特殊情況下在比較大的孔徑爆破時可取到3或更大；W1為底盤抵抗線，m。炮孔排距b是指相鄰2排炮孔之間的距離，它的確定方法與確定最小抵抗線的原理類似。

3.1.3 加強(qiáng)掏槽的處理工作

掘進(jìn)作業(yè)中應(yīng)用深孔爆破技術(shù)，必須加強(qiáng)對掏槽的處理工作。爆破技術(shù)人員在合理設(shè)置好炮眼位置后，必須展開對掏槽的設(shè)置工作，科學(xué)設(shè)置掏槽直接關(guān)系到煤礦掘進(jìn)爆破的最終質(zhì)量。所以，煤礦企業(yè)要注重掏槽的處理設(shè)置作業(yè)，保證掏槽設(shè)置的合理性，完成對巷道巖體的充分粉碎，并且全面體現(xiàn)出炮眼利用的效果，從而促進(jìn)煤礦掘進(jìn)工作有條不紊地開展，縮短掘進(jìn)作業(yè)的周期。當(dāng)前煤礦行業(yè)中普遍應(yīng)用的掏槽方式主要包括斜眼掏槽、直眼掏槽以及混合掏槽等。爆破技術(shù)人員在掘進(jìn)作業(yè)應(yīng)用深孔爆破技術(shù)之前，必須嚴(yán)格按照煤礦巷道掘進(jìn)的實(shí)際情況，合理選擇最佳掏槽方式，實(shí)現(xiàn)深孔爆破技術(shù)的最大化效益，也保障煤礦掘進(jìn)過程的安全可靠性，防止出現(xiàn)各種安全事故，促進(jìn)煤礦企業(yè)巷道掘進(jìn)工作的順利開展。

3.1.5 起爆方式的科學(xué)選擇

起爆方式選擇與深孔爆破效果之間存在著密切的聯(lián)系，不同起爆方式對于炸藥的傳爆長度有著不同的明確規(guī)定。煤礦企業(yè)在深孔爆破技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用過程中，技術(shù)人員必須全面掌握起爆方式的多樣化特點(diǎn)，要想保證深孔爆破技術(shù)在煤礦掘進(jìn)作業(yè)中達(dá)到良好的效果，就要綜合考慮到煤礦掘進(jìn)的實(shí)際情況與巷道巖質(zhì)的特點(diǎn)等，從而有針對性地選擇起爆方式。當(dāng)前在煤礦市場應(yīng)用最廣泛的起爆方式為反響起爆方式，該起爆方式的工作原理為通過在起爆藥的末端設(shè)置相對應(yīng)的雷管，內(nèi)部爆炸的同時，在正向所裝炸藥就會完成對外爆破工作，這樣的爆破過程能夠發(fā)揮出深孔爆破技術(shù)的優(yōu)勢，充分粉碎巷道內(nèi)部的巖體，提高煤礦掘進(jìn)的工作效率。爆破技術(shù)人員要根據(jù)煤礦掘進(jìn)現(xiàn)場情況，合理設(shè)置好具體的爆炸藥量，通常情況下正反向裝藥的比例要保持在1：3，總體而言，反向所裝的炸藥量一定要超出正向所裝的實(shí)際藥量。

3.2 巷道斷面和支護(hù)形式

巷道斷面根據(jù)各巷道圍巖性質(zhì)、服務(wù)年限、運(yùn)輸、行人、通風(fēng)等因素綜合考慮確定。本礦井運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷斷面形狀為拱形，根據(jù)實(shí)際巖性情況采用了“錨網(wǎng)+錨索+噴漿”復(fù)合支護(hù)，地質(zhì)破碎帶采用格柵鋼支撐或型鋼支護(hù)方式；工作面回風(fēng)巷、工作面運(yùn)輸巷等為梯形，采用工字鋼支架支護(hù)，上述支護(hù)巷道斷面形狀和支護(hù)方式從現(xiàn)場觀察看，支護(hù)效果較好，因支護(hù)及時變形小，滿足礦井通風(fēng)、行人、運(yùn)輸要求，符合《煤礦巷道斷面和交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50419-2007）的規(guī)定。結(jié)合該礦井多次施工管理該方式的掘進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)在采區(qū)回采巷道斷面設(shè)計(jì)中采用梯形巷道斷面、選用錨網(wǎng)支護(hù)方式。

4 結(jié)束語

采煤過程中要保障煤礦下工作人員操作的規(guī)范性和煤炭掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的有效性，并且對于煤炭開采中支護(hù)技術(shù)作為關(guān)鍵性技術(shù)必須有切實(shí)可行的操作性，操作過程中必須符合復(fù)雜地質(zhì)條件的要求，只有這樣才能保障在煤炭開采過程中設(shè)備和人員的安全，才能實(shí)現(xiàn)高效的采煤計(jì)劃，才能為工業(yè)發(fā)展提供更多的煤炭資源，才能保障煤炭企業(yè)快速穩(wěn)定的發(fā)展。

[1]王元華.復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及其運(yùn)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)月刊，2015（10）：28～29.

[2]趙全義，王玉玨.試析復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及其運(yùn)用[J].中國科技博覽，2014（22）：280.

[3]李志強(qiáng).試析復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及其運(yùn)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2014（8）：280.

3.1.4 炸藥單耗的取值

炸藥單耗Q是爆破單位體積巖石所需要的藥量系數(shù)，它受很多因素的影響。例如在堵塞、裝藥條件及起爆方法不變的條件下，炸藥單耗Q主要是依據(jù)自由面多少、巖石的均勻度和硬度、最小抵抗線的取值等來確定的。實(shí)際工程中Q值的確定需通過大量試驗(yàn)及長期實(shí)踐來進(jìn)行，切不能盲目通過增加單耗的方式來改善深孔爆破的效果。比如對鐵礦石的單耗來說，一般它的單耗Q值取為0.4～0.6g/m3。

TD353

A

2095-2066（2016）32-0087-02

2016-11-1

熊錦東（1969-），男，漢族，工程師，本科，主要從事煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)工作。