在煤礦采煤過(guò)程中，提高煤炭開采和利用效率是煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心問(wèn)題。此外，在煤礦采煤掘進(jìn)時(shí)，需要靈活應(yīng)用采煤技術(shù)及支護(hù)技術(shù)，有助于確保采煤掘進(jìn)的安全性和穩(wěn)定性，推動(dòng)我國(guó)煤炭行業(yè)朝著更加健康、有序的方向發(fā)展。

1工程概況

某煤礦一號(hào)井東側(cè)運(yùn)輸巷道在采煤掘進(jìn)過(guò)程中遭遇斷層底層巖層。該區(qū)域主要巖石為含礫粉砂巖，部分區(qū)域由厚度約 10m 的粉砂巖及炭質(zhì)粉砂巖構(gòu)成；其他區(qū)域的巖層厚度則呈現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)化特征，超過(guò) 10m 或不足 2m 。從物質(zhì)構(gòu)成及硬度角度分析，巖石具有較強(qiáng)的易碎性，穩(wěn)固性能相對(duì)較差[1]。為有效支護(hù)斷層上方煤層和底板巖石，對(duì)采集的巖石樣本開展了物理特性測(cè)試工作，其物理性能參數(shù)如表1所示。

2在煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)用支護(hù)技術(shù)難點(diǎn)

2.1 地層復(fù)雜性

在煤礦采煤掘進(jìn)時(shí)，地層常呈現(xiàn)出多樣化層次結(jié)構(gòu)、各異的巖石特性以及斷裂位移現(xiàn)象，給煤炭開采工作帶來(lái)挑戰(zhàn)。（1）由于地質(zhì)構(gòu)造使煤層與巖石層狀況復(fù)雜，加劇采煤掘進(jìn)難度。在煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中，煤炭與巖石混雜的情況，不僅導(dǎo)致煤碎片的產(chǎn)量增加，還增加了資源的損耗，影響煤礦經(jīng)濟(jì)效益。（2）由于存在多種巖石類型，礦井作業(yè)區(qū)的結(jié)構(gòu)特性呈現(xiàn)巨大差異。采煤?jiǎn)挝恍枰扇《嘣募庸檀胧┡c處理方案，進(jìn)一步增加項(xiàng)目施工的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性。（3）地層錯(cuò)位與斷層影響礦井的穩(wěn)定性，斷層區(qū)域通常伴隨著地質(zhì)應(yīng)力的異常分布、瓦斯及水分的非正常波動(dòng)，導(dǎo)致煤層和巖石層的穩(wěn)定性易于受損，嚴(yán)重時(shí)甚至可能引發(fā)安全事故。

2.2 地應(yīng)力變化

煤礦采煤掘進(jìn)的穩(wěn)定性以及開采的安全性，很大程度上受到地下壓力強(qiáng)度及其分布狀況的制約。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件變動(dòng)，地應(yīng)力波動(dòng)可能導(dǎo)致巷道發(fā)生形變、產(chǎn)生裂痕乃至塌陷等危險(xiǎn)，對(duì)采礦的安全運(yùn)營(yíng)構(gòu)成威脅。同時(shí)，地應(yīng)力的波動(dòng)提高了對(duì)加固措施和機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。相較于常規(guī)地質(zhì)狀況，煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中地質(zhì)壓力的波動(dòng)更劇烈，采礦單位需要采用更為穩(wěn)固且適應(yīng)性強(qiáng)的加固方式及機(jī)械設(shè)備[2]。

2.3 地下水問(wèn)題

煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中，地下水自然涌出是常見(jiàn)挑戰(zhàn)，對(duì)煤礦開采活動(dòng)帶來(lái)諸多干擾。不僅導(dǎo)致巷道周邊土體松軟，水體滲人，增加巷道加固與礦井排水難度，還提升礦洞濕度，對(duì)采礦掘進(jìn)環(huán)境造成不利影響。

3在煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)用支護(hù)技術(shù)要點(diǎn)

3.1支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中的應(yīng)用

3.1.1 選擇恰當(dāng)?shù)木蜻M(jìn)設(shè)備

當(dāng)前，煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中普遍采用2種掘進(jìn)設(shè)備，分別為通用型掘進(jìn)機(jī)與功能綜合性能較強(qiáng)的掘進(jìn)裝備。采煤掘進(jìn)時(shí)，操作人員需要依據(jù)煤礦的具體實(shí)際情況，綜合考慮巷道的實(shí)際長(zhǎng)度，確保設(shè)備配置的合理性。如果巷道實(shí)測(cè)長(zhǎng)度未達(dá) 300m 可選擇常規(guī)型掘進(jìn)設(shè)備；如果超過(guò) 300m ，則應(yīng)選擇功能更為強(qiáng)大的綜合性掘進(jìn)設(shè)備。在選定適用的開采設(shè)備前，需要確保相關(guān)人員全面了解各類開采機(jī)械的性能，并深入研究礦區(qū)的具體情況，做出合適的決策選擇。在操作具備多功能特性的開采機(jī)械設(shè)備時(shí)，要縮減前期準(zhǔn)備時(shí)長(zhǎng)，確保所選配的開采機(jī)械設(shè)備能夠切實(shí)滿足實(shí)際的開采需求[3]。在運(yùn)用多功能的開采機(jī)械設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)施工的具體要求，保障機(jī)械設(shè)備能在實(shí)際環(huán)境中充分發(fā)揮其既定的功能和效用。

具體分類和掘進(jìn)機(jī)選擇如下：極薄煤層，厚度不超過(guò) 0.8m ，建議選擇爬底掘進(jìn)機(jī)；薄煤層，厚度0.8～1.3m ，建議選擇騎槽式掘進(jìn)機(jī)；中厚煤層，厚度 1.3～3.5m ，截高無(wú)具體要求，建議選擇大功率采煤機(jī)；厚煤層，厚度 3.5m 以上，截高無(wú)具體要求，建議選擇大采高綜采方式。

3.1.2 選擇合適的截齒

在選定合適的掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備后，采礦單位需要嚴(yán)格依據(jù)實(shí)際情況及既定規(guī)范，全面評(píng)估并熟悉所選用的截齒。截齒不僅在很大程度上決定了整體掘進(jìn)的效率，同時(shí)還直接關(guān)聯(lián)到掘進(jìn)質(zhì)量。在確定截齒的過(guò)程中，工作人員需重點(diǎn)考慮抗磨損性能。

如果截齒不耐磨，難以承受長(zhǎng)期高強(qiáng)度作業(yè)，不僅會(huì)增加截齒損耗率，還會(huì)提高生產(chǎn)成本。因此在選擇截齒時(shí)，工作人員應(yīng)選擇耐磨性強(qiáng)和高強(qiáng)度的材料，確保在復(fù)雜多變的地下環(huán)境中能夠提升作業(yè)效率。然而由于煤礦采煤掘進(jìn)地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多樣性，巖體硬度各異，部分巖石的硬度可能遠(yuǎn)超掘進(jìn)機(jī)械的承載能力。在此情況下，工作人員需要在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中制定科學(xué)的應(yīng)對(duì)策略，如針對(duì)硬度較高的巖石，需采取爆破手段處理，避免此類巖石對(duì)挖掘機(jī)械造成損壞，保證煤礦采煤掘進(jìn)順利進(jìn)行。

3.1.3臨時(shí)支護(hù)技術(shù)

在日常煤礦采煤掘進(jìn)中，工作人員需要借助功能全面的工具設(shè)備，運(yùn)用液壓技術(shù)搭建臨時(shí)支護(hù)架構(gòu)，提升巷道的整體穩(wěn)定性、安全性。在臨時(shí)支護(hù)前，要對(duì)所有工具系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，避免在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)意外，確保所有的設(shè)備和工具處于最佳狀態(tài)。這不僅能夠保障工作人員的安全，還能確保任務(wù)的順利進(jìn)行。特別是對(duì)液壓鎖定裝置，能夠提供強(qiáng)大的鎖定力，確保設(shè)備在高壓環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。因此需要對(duì)液壓鎖定裝置進(jìn)行特別的關(guān)注和檢查，確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作，順利地完成任務(wù)。

3.1.4綜掘機(jī)的配套系統(tǒng)

煤礦采煤掘進(jìn)前，需深入全面了解環(huán)境，構(gòu)建完善的管理體系框架，讓綜掘機(jī)在采煤掘進(jìn)過(guò)程中充分發(fā)揮其功能，最大限度提升采煤掘進(jìn)效率，保障掘進(jìn)過(guò)程的連續(xù)穩(wěn)定與安全。其次，工作人員需要掌握綜掘機(jī)運(yùn)行規(guī)律，熟悉其操作方法，通過(guò)多種途徑積極學(xué)習(xí)最新管理技能。

3.2穿越斷層錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

3.2.1直接破頂技術(shù)

直接破頂技術(shù)是指在掘進(jìn)過(guò)程中直接破碎頂板，以降低頂板高度、減少頂板壓力。在煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)撞擊分解巷道頂部斷裂帶，同時(shí)保留結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的頂板巖石，再運(yùn)用錨桿與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，將巖石進(jìn)行牢固的固定。針對(duì)頂板巖層，如果其硬度不超過(guò)5級(jí)或存在落差且該落差不超過(guò)2cm ，則巖層較為脆弱，在施工操作中可能會(huì)引發(fā)巖石碎裂問(wèn)題。煤礦采煤掘進(jìn)常會(huì)遇到各種不同高度的頂板情況，為了確保施工的安全，采煤?jiǎn)挝恍璨扇∮行У闹ёo(hù)措施，防止頂板坍塌等安全事故的發(fā)生。因此，采煤?jiǎn)挝辉诿鎸?duì)不同高度的頂板時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的直接破頂技術(shù)，保障施工安全，提高生產(chǎn)效率[4]

3.2.2后退臥底技術(shù)

在煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中，如果巷道出現(xiàn)斷層下沉問(wèn)題，為最大程度地提升礦井工程安全性，支護(hù)時(shí)應(yīng)采用后退臥底技術(shù)。當(dāng)設(shè)備所形成的坡度未能滿足既定的坡度要求，工作人員需要預(yù)先籌劃并完成巷道底板的施工工作，有效縮減斜坡高度，靈活應(yīng)用后退臥底技術(shù)，并嚴(yán)格遵守所有規(guī)范及指導(dǎo)原則。

3.2.3 錨桿聯(lián)合U型鋼支護(hù)

在煤礦采煤掘進(jìn)中，錨桿支護(hù)是保障安全的重要舉措。常見(jiàn)的地質(zhì)構(gòu)造如斷層破碎、地層沉降等，增加了采煤掘進(jìn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)工作人員的生命安全構(gòu)成了潛在威脅。因此，采礦單位采用U型鋼支護(hù)技術(shù)能夠?qū)撛谖ｋU(xiǎn)進(jìn)行預(yù)先控制，營(yíng)造安全的工作環(huán)境。

3.3 完善安全制度

煤礦采煤掘進(jìn)流程如圖1。

（1）制定煤礦采煤掘進(jìn)的時(shí)間規(guī)劃，明確各階段掘進(jìn)工作量、預(yù)期完成進(jìn)度及施工期限，確保煤礦采煤掘進(jìn)的安全性與質(zhì)量。在制定采煤掘進(jìn)進(jìn)度時(shí)，要全面考慮采煤過(guò)程中的實(shí)際情況，包括采掘設(shè)備的效能、地質(zhì)構(gòu)造狀況、煤層傾角等因素，同時(shí)還需關(guān)注支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及通風(fēng)條件等安全影響因素。

（2）構(gòu)建煤炭開采掘進(jìn)安全體系與規(guī)范，明確采煤工作面安全保障措施及支撐結(jié)構(gòu)的具體要求，清晰界定各級(jí)管理人員安全職責(zé)，嚴(yán)格要求相關(guān)人員遵守安全管理規(guī)范及操作流程。

4結(jié)論

隨著我國(guó)煤炭資源開發(fā)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，煤礦采煤掘進(jìn)中的支護(hù)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。在實(shí)際采煤掘進(jìn)工作時(shí)，工作人員需要重點(diǎn)把握相關(guān)技術(shù)的核心要素，全面評(píng)價(jià)機(jī)械設(shè)備的使用及技術(shù)的實(shí)施效果，并深入了解煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程的各種特征。對(duì)于設(shè)備選型、臨時(shí)支護(hù)方案制定、截齒選用、直接頂破碎處理、錨固固定技術(shù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工作人員需要以全局協(xié)調(diào)的視角出發(fā)，確保煤礦采煤掘進(jìn)的有序進(jìn)行。通過(guò)優(yōu)化挖掘支護(hù)技術(shù)，進(jìn)一步提升煤礦采煤掘進(jìn)的持續(xù)安全生產(chǎn)水平。

參考文獻(xiàn)：

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