馮振元 辛軍

河南能源集團(tuán)鶴煤公司第三煤礦 河南鶴壁 458000

復(fù)雜地質(zhì)條件能夠?qū)γ禾块_采的效率和安全帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響，這是當(dāng)前煤炭開采行業(yè)無(wú)法回避的難點(diǎn)問(wèn)題。在復(fù)雜地質(zhì)條件下，通過(guò)采取升級(jí)改進(jìn)煤炭開采作業(yè)的技術(shù)、設(shè)備，優(yōu)化施工管理等一系列措施，可大大提升煤礦快速掘進(jìn)質(zhì)量，還能夠有效提升開采效率和作業(yè)安全性。同時(shí)，這對(duì)提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效率來(lái)說(shuō)也具有重大意義。

1 掘進(jìn)技術(shù)研究?jī)r(jià)值

掘進(jìn)技術(shù)指的是將回采煤炭資源通道直接打通，因?yàn)榛夭擅禾康耐ǖ佬枰磸?fù)使用，所以確保煤炭回采通道的穩(wěn)固極為重要，而且安全的煤炭掘進(jìn)技術(shù)為能夠確保通道穩(wěn)固的一項(xiàng)技術(shù)。伴隨現(xiàn)代化科技水平的穩(wěn)步提升，安全的煤炭掘進(jìn)技術(shù)也隨之快速進(jìn)步，掘進(jìn)技術(shù)的種類也隨之不斷增加。然而從整體方面進(jìn)行劃分，安全的煤炭掘進(jìn)技術(shù)重點(diǎn)分成三個(gè)類別，分別為煤巖混合技術(shù)、巖巷技術(shù)以及煤巷技術(shù)[1]。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下煤炭開采作業(yè)難度

第一，針對(duì)深層次礦井來(lái)講，層次感較強(qiáng)是地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的主要特點(diǎn)。通常情況下，礦井開采作業(yè)中，從淺層逐漸向深層掘進(jìn)，需要面對(duì)發(fā)生巨大變化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，采煤作業(yè)中還會(huì)一定程度上破壞原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其中包含頂層板巖石特性等，同時(shí)外力作用還會(huì)嚴(yán)重影響拱狀圍巖位置，這會(huì)加大煤炭資源開采作業(yè)難度。

第二，復(fù)雜地質(zhì)條件背景下，松軟性通常為礦井上部以及底部土質(zhì)的主要特點(diǎn)，這就給巷道挖掘增加了難度。通常情況下，固定的形狀無(wú)法在巷道上形成，即使采用相關(guān)技術(shù)措施，對(duì)巷道的形狀進(jìn)行了固定處理，但是在實(shí)際施工中也會(huì)導(dǎo)致這一形狀遭到改變，嚴(yán)重的收縮現(xiàn)象通常會(huì)產(chǎn)生于巷道底部以及頂部等位置，在發(fā)生這一現(xiàn)象時(shí)，通常無(wú)法將支護(hù)技術(shù)的功能全面發(fā)揮出來(lái)。

第三，復(fù)雜地質(zhì)條件下，當(dāng)大面積斷層產(chǎn)生于巷道周邊時(shí)，會(huì)導(dǎo)致巷道形成較大的整體坡度。薄煤層開采作業(yè)中，應(yīng)以半煤巷為主對(duì)巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，作業(yè)中對(duì)支護(hù)技術(shù)的設(shè)備性能、功能、操作精確性要求都相對(duì)較高，只有科學(xué)操作才能夠構(gòu)建更加穩(wěn)定和安全的半煤巷礦區(qū)[2]。

3 簡(jiǎn)析復(fù)雜地質(zhì)煤巷掘進(jìn)的影響因素

3.1 煤層巷道地質(zhì)條件

在掘進(jìn)巷道時(shí)，實(shí)際掘進(jìn)速度會(huì)直接受到巷道巖層狀況的影響。如果掘進(jìn)巷道是硬煤巖巷道，那么會(huì)加大快速掘進(jìn)的難度，同時(shí)在掘進(jìn)的過(guò)程中還會(huì)對(duì)機(jī)器造成嚴(yán)重磨損，極容易造成劇烈震動(dòng)，并對(duì)機(jī)器進(jìn)行二次磨損，給提升掘進(jìn)效率帶來(lái)不利影響。另外，巖層滲水性、瓦斯溢出狀況等也都是巷道地質(zhì)條件的內(nèi)容。

3.2 掘進(jìn)設(shè)備的技術(shù)性能

掘進(jìn)設(shè)備性能的好壞對(duì)掘進(jìn)效率也會(huì)造成巨大的影響?，F(xiàn)如今，我國(guó)自行研究和開發(fā)的快速掘進(jìn)機(jī)械性能仍然不能與世界先進(jìn)水平相媲美，這直接影響了我國(guó)各個(gè)礦井掘進(jìn)效率的提高。尤其是研究和開發(fā)的重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其獨(dú)立技術(shù)仍然不足，早已成為阻礙掘進(jìn)設(shè)備發(fā)展的瓶頸。

3.3 掘進(jìn)支護(hù)施工工藝

現(xiàn)階段，根據(jù)中國(guó)煤礦巷道掘進(jìn)施工現(xiàn)狀，我們能夠發(fā)現(xiàn)支護(hù)施工需要消耗的時(shí)間比較多，已嚴(yán)重制約了掘進(jìn)機(jī)快速進(jìn)尺。支護(hù)工藝的滯后對(duì)我國(guó)煤礦巷道的快速掘進(jìn)造成了直接的影響，如果在對(duì)錨桿進(jìn)行打眼的過(guò)程中總是出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，在排列錨桿時(shí)總是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，這樣很難使支護(hù)速度滿足實(shí)際掘進(jìn)速度。

4 復(fù)雜地質(zhì)優(yōu)化煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)的措施

4.1 根據(jù)實(shí)際條件對(duì)掘進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化

在巷道掘進(jìn)前就應(yīng)對(duì)掘進(jìn)區(qū)域內(nèi)的巖性參數(shù)進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際情況確定巷道掘進(jìn)方式。巷道掘進(jìn)采用綜掘方式，但存在掘進(jìn)機(jī)截割齒磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，制約巷道掘進(jìn)效率。在巷道掘進(jìn)遇到煤層變薄、需要截割硬度較大砂巖時(shí)，應(yīng)提前在掘進(jìn)機(jī)截割頭上焊接高強(qiáng)度鋼板，從而減輕截割齒磨耗程度，提高設(shè)備開機(jī)率，從而提升巷道掘進(jìn)速度及掘進(jìn)效率。

4.2 做好地質(zhì)勘探

在巷道掘進(jìn)前就應(yīng)做好必要的地質(zhì)勘探工作，提高地質(zhì)條件預(yù)報(bào)以及地質(zhì)災(zāi)害提前應(yīng)對(duì)能力。采用“有掘必探、有疑必探”方針，充分利用物探、鉆探技術(shù)對(duì)巷道掘進(jìn)前方地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘探，為后續(xù)的巷道掘進(jìn)、支護(hù)以及安全措施制定提供參考。在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，合理制定檢修作業(yè)時(shí)間，利用設(shè)備檢修時(shí)間對(duì)巷道掘進(jìn)面前方煤巖體進(jìn)行綜合勘探，實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)、地質(zhì)勘探相接進(jìn)行，減少地質(zhì)勘探對(duì)掘進(jìn)工作的影響，提升掘進(jìn)效率[3]。

4.3 掘進(jìn)設(shè)備合理選型

在巷道掘進(jìn)前就應(yīng)對(duì)掘進(jìn)巷道進(jìn)行綜合評(píng)定，確定采用的掘進(jìn)機(jī)型號(hào)、規(guī)格。在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，帶式輸送機(jī)一般滯后于掘進(jìn)機(jī)之后幾十米左右。有些礦井在掘進(jìn)工作面與帶式輸送機(jī)間布置刮板輸送機(jī)，合理解決了掘進(jìn)機(jī)及帶式輸送機(jī)無(wú)法高效銜接的問(wèn)題。同時(shí)，為了滿足礦井通風(fēng)、瓦斯治理需要，礦井掘進(jìn)的巷道斷面普遍較大，采用傳統(tǒng)的掘進(jìn)方式不能實(shí)現(xiàn)巷道快速掘進(jìn)。根據(jù)煤層頂板硬度大、局部范圍內(nèi)巷道需要破頂掘進(jìn)的現(xiàn)狀選擇綜掘機(jī)，不僅適宜煤巷掘進(jìn)，而且還可以截割硬度較大的巖層、操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。

4.4 優(yōu)化巷道支護(hù)

巷道支護(hù)高效開展是實(shí)現(xiàn)巷道快速安全掘進(jìn)的重要環(huán)節(jié)，特別是復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道掘進(jìn)成為制約巷道掘進(jìn)效率提升的一個(gè)關(guān)鍵因素。通過(guò)采用先進(jìn)的掘錨護(hù)一體機(jī)，可以提升巷道掘進(jìn)效率，從而提升巷道支護(hù)效率，實(shí)現(xiàn)巷道支護(hù)及掘進(jìn)工作相配備。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)下煤炭固有資源的開采難度不斷增加，為更好的應(yīng)對(duì)以上問(wèn)題，煤礦產(chǎn)業(yè)就應(yīng)加大煤炭資源開采各個(gè)流程及設(shè)備操作方法的監(jiān)管，進(jìn)而使煤炭開采作業(yè)能持續(xù)、有序推進(jìn)。在先進(jìn)技術(shù)的支撐下，我國(guó)煤礦生產(chǎn)及開采技術(shù)均朝著機(jī)械化、智能化方向發(fā)展，而關(guān)于井巷快速掘進(jìn)技術(shù)工藝的完善、創(chuàng)新腳步始終沒(méi)有停歇。