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陜西彬長大佛寺礦業(yè)有限公司 陜西咸陽 713500

1 簡析煤礦掘進技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用難點

第一，容易破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)。隨著不斷加深的煤礦開采深度，致使周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差。并且會不可避免的破壞該地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，進而逐漸改變了頂板巖性也隨之增強了圍巖應(yīng)力。第二，前掘后修容易產(chǎn)生問題。通常情況下，在前方掘進環(huán)節(jié)完成之后，應(yīng)及時修補頂?shù)装?，這樣才能確保順利進行后續(xù)掘進，這就是所謂的前掘后修[1]。在地質(zhì)復(fù)雜條件下開展煤炭挖掘工作，很容易在前掘后方面出現(xiàn)問題。特別是在松軟煤層位置會發(fā)生破碎問題，一方面不利于巷道成型另一方面則會巷道掘進工作的開展造成不良影響，從而會阻礙挖掘?qū)嶋H施工。與此同時，在煤礦掘進至頂?shù)装鍟r則會發(fā)生一定程度的收縮，進一步提高了巷道變形速度。雖然前掘后修工作能夠確保煤礦掘進更好地進行，可也相繼增大了掘進工作量。第三，對掘進支護技術(shù)提出較高要求。在進行開采薄煤層工作時，通過巷道與半煤巖巷可以保證掘進支護工作人員的安全性，所以應(yīng)將其視為關(guān)鍵對象而且把巷道回采作為開展掘進支護的重要基礎(chǔ)。要是對半煤巖巷進行掘進，無論是掘進支護設(shè)備還是技術(shù)都提出相對較高要求，所以有關(guān)人員應(yīng)以安全開采為基礎(chǔ)，提高應(yīng)用掘進支護技術(shù)的合理性與有效性。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進支護技術(shù)應(yīng)用

2.1 選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備與工具

設(shè)備是實施煤礦作業(yè)的重要工具，合適的設(shè)備對于煤礦開采作業(yè)能起到事半功倍的效果，根據(jù)具體情況選擇合適的設(shè)備，復(fù)雜地質(zhì)條件下的掘進設(shè)備有普通掘進機和綜合掘進機，通常300m 內(nèi)的施工長度選擇普通掘進機即可，300m 以上的施工長度選用綜合掘進機更能提高開采效率；截止的選擇關(guān)鍵因素在于磨損性能，強度高，耐磨性大的截止更適合復(fù)雜地質(zhì)條件下的作業(yè)，通常復(fù)雜地質(zhì)巖石硬度高，為了處長設(shè)備的使用壽命，挖掘前可先采取爆破處理以降低設(shè)備的勞動強度，實現(xiàn)低成本，高采收目標(biāo)[2]。

2.2 完善支護體系，確定臨界點

在復(fù)雜地質(zhì)條件下開展煤礦掘進和支護工作，需要很大程度的參考煤礦的實際情況，綜合考慮施工工藝和設(shè)備運行狀況等眾多因素，形成一個整體的評判，進而用以指導(dǎo)支護體系的建設(shè)和完善。首先，要建設(shè)和完善支護體系，需要通過加強機械設(shè)備管理來實現(xiàn)。液壓掘進設(shè)備是保障掘進工作持續(xù)性的必要工具，與液壓掘進設(shè)備相結(jié)合，建立邊坡支護有利于有效實現(xiàn)支護作用。綜掘機對于采煤掘進支護的意義就在于通過機載液壓鎖等多重支護技術(shù)的幫助，實現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其次，通過計算確定支護臨界點，依賴于建立了有效的、完善的支護體系，通過對掘進實際情況和操作水平的相關(guān)信息采集和計算，可以得出支護臨界點。在此基礎(chǔ)上，對掘進機械的合理選擇，充分應(yīng)用各種分配方式和施工工藝，支護體系會得到進一步的優(yōu)化。

2.3 綜合支護技術(shù)

綜合支護技術(shù)主要指臨時錨桿支護技術(shù)與 U 型鋼支護技術(shù)相結(jié)合，適用于巷道內(nèi)存在較大斷層、無法順利使用直接破頂技術(shù)的情況下，可對巷道頂板及周圍碎石進行有效加固。綜合支護結(jié)構(gòu)中，錨桿與 U 型鋼相結(jié)合，形成臨時支護，以確保掘進施工環(huán)境穩(wěn)定，技術(shù)應(yīng)用過程注意錨桿角度及桿間距的把控[3]。另外，U 型鋼支護技術(shù)還可與錨網(wǎng)噴支護技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)對巷道巖體內(nèi)部應(yīng)力過大的現(xiàn)象。例如，在巷道一側(cè)設(shè)置錨網(wǎng)噴支護，預(yù)留合理的形變空間釋放巖層應(yīng)力，然后使用 U 型鋼形成綜合支護系統(tǒng)。綜合支護技術(shù)的類型較多，可結(jié)合具體施工情況，將2 種或以上支護技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，保證巷道強度達(dá)到掘進施工要求。某煤礦工程所在位置地質(zhì)構(gòu)造為復(fù)式寬緩構(gòu)造，礦內(nèi)大落差斷層較多，巷道頂板穩(wěn)定性不足。該工程巷道切眼南側(cè)為采空區(qū)，巷道頂板已坍塌，西側(cè)巖層較薄，東側(cè)存在大落差斷層，決定采用綜合支護的方式，即將錨網(wǎng)和錨索結(jié)構(gòu)與單體液壓支護技術(shù)相結(jié)合進行施工?；谝陨现ёo系統(tǒng)開展掘進作業(yè)，過程中未發(fā)生任何安全問題，頂板巖層穩(wěn)定性良好，且巷道寬度未受到明顯影響，給掘進施工帶來一定便利。經(jīng)驗證，錨網(wǎng)、錨索與單體液壓支柱相結(jié)合的支護方式支護效果顯著，適用于存在大落差斷層的復(fù)雜地質(zhì)條件。

2.4 進行模擬實驗

通過模擬實驗，可提前對煤礦掘進施工方案及支護方案進行可行性分析，結(jié)合分析結(jié)果做出針對性修改，以獲得最佳的掘進支護方案。例如，將地質(zhì)環(huán)境勘探中獲取的巷道基本信息輸入掘進支護模擬軟件中，模擬預(yù)測掘進過程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)變動情況，幫助找出巖層穩(wěn)定性薄弱點，以便有側(cè)重地進行支護方案設(shè)計。在支護方案優(yōu)化上，可通過物理實驗，按比例模擬巷道地質(zhì)結(jié)構(gòu)，給出相應(yīng)的壓力，觀測巷道巖層變形情況，為掘進支護施工收集更充分的理論資料。

3 結(jié)語

在我國煤礦建設(shè)過程中，煤礦掘進支護技術(shù)所占據(jù)的地位不容置疑，而且面對進一步提高的煤礦開采難度，在復(fù)雜地質(zhì)情況下采取必要的支護技術(shù)十分重要，這樣不僅能提升開采效率，還可以避免安全事故。所以，要是煤礦開采在相對復(fù)雜的地質(zhì)條件進行，應(yīng)提高對掘進支護的重視，進而確保操作人員的生命安全。