復雜地質(zhì)環(huán)境下煤礦掘進支護技術思考
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摘要：以陽煤新景礦掘進支護工作為例，敘述了該煤礦的地質(zhì)環(huán)境，分析了復雜地質(zhì)環(huán)境中煤礦支護技術的工作要點，探討了穿越斷層的錨網(wǎng)支護技術中直接破頂技術及退后臥底技術的應用。
0引言
通常情況下，煤礦進行挖掘操作的場所位于地表以下，現(xiàn)今有非常少量的煤礦屬于露天挖掘。根據(jù)煤礦行業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國現(xiàn)在的煤礦中，4/5以上都屬于地下開采，也被稱作是井下開采。采用井下開采的方式，需在地底開挖非常多的作業(yè)通道，才可使采煤作業(yè)更為便利與快速。處于各個區(qū)域的煤礦的地質(zhì)差異性較大，從而使得地下采礦有一定的困難，采礦作業(yè)的周圍環(huán)境也相對較差。因此，只有把相關支護工序做好，才可保證通道的安全性與質(zhì)量，進而可使整個采煤流程更加便捷與安全。同時，也在很大程度上確保了煤礦挖掘的質(zhì)量?；诖饲闆r，不斷改革與創(chuàng)新采煤挖掘中的支護手段與技術，可更好地促進煤礦掘進工作的長期、安全、穩(wěn)定發(fā)展。
1陽煤新景礦的復雜地質(zhì)環(huán)境介紹
通過對陽煤新景礦所處復雜地質(zhì)環(huán)境分析，探討了位于該煤礦地質(zhì)條件下的支護技術應用。陽煤新景礦已開采了近幾十年，屬于相對老的煤礦，其所在區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境相對復雜，有較多斷層存在，且礦井處的地壓也較大，煤層所處環(huán)境相對不太穩(wěn)定。同時，煤礦所在區(qū)域的水文環(huán)境也相對復雜。
在此煤礦的生產(chǎn)過程中存在幾個工作難點：
a)在煤礦不斷由淺至深的掘進過程中，使煤層開挖處的結構受到損壞。尤其是對于頂板位置來說，其巖性會出現(xiàn)相對大的改變，導致拱形圍巖所承受的外部應力極大地增加；
b)該煤礦的煤層相對非常疏松，導致煤層非常易被破碎。所以，通常開挖通道過程中，通道易成型，同時通道也易發(fā)生形變，在通道頂部已出現(xiàn)較大收縮，使得通道所使用的支護技術要相對復雜，也使礦井常出現(xiàn)不斷對其后部通道修繕的問題，使煤礦開采工作安全性受到影響；
c)由于煤礦所在區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境具有相對復雜的結構，通道附近的斷層現(xiàn)象及大坡度現(xiàn)象不可避免。同時，該煤礦礦井區(qū)域多數(shù)所涉及的煤層相對較薄。因此，在對這些煤層的挖掘過程中，通道所采取的支護手段大部分是將半煤巷作為對象。煤礦開采時，就需要相對較高的開采手段及支護技術與設備。所以，如何保障此類型通道的作業(yè)安全性是非常關鍵的；
d)由于國內(nèi)較為傳統(tǒng)的作業(yè)方式中所采取的開采與支護技術相對陳舊與落后，與現(xiàn)階段世界上較為先進的開采方式有明顯區(qū)別，其管理工作也未能及時跟上；
e)所采用的相關設備與機械也相對落后，也使得此煤礦在開采過程中的生產(chǎn)效率受不小的影響。
如果開采過程中遇到硬度系數(shù)較高的一些巖石層，將極大地阻礙整個作業(yè)流程的效率發(fā)揮。同時，也會在很大程度上損害相應的支護用裝置。
2復雜地質(zhì)環(huán)境中煤礦支護技術的要點分析
2.1綜掘機和普掘機的選用通道
自身所擁有的長度，決定了所選用的掘機類型，而不同掘機自身的性能也在很大程度上影響到通道所挖掘的具體長度。如果涉及的通道長度在300m范圍內(nèi)，就應選用普掘機進行施工作業(yè)。如果所涉及的通道長度在300m以外，就應選用綜崛機進行施工作業(yè)。之所以如此選擇，是依照兩種掘機的特性，同時考慮到工藝的便捷性。采用綜崛機設備，能明顯地降低施工準備周期。因此，會讓挖掘工作更符合實際要求。在選用綜崛機的型號方面，同樣也要非常注意要考慮綜合的條件因素。例如是不是可在通道斷面中使用，同時也要了解是否適宜該礦的煤與巖石硬度，這樣才可選用最為適宜的機械設備，以最大限度地發(fā)揮掘機的生產(chǎn)效率，降低操作過程中的磨損率。
2.2截齒的選用
在掘進操作過程中也應關注于截齒的應用是否恰當，尤其是要選用耐磨強度合理的截齒。這是由于選用強度適宜的截齒可使整個開采工作更加迅速，且也可起到保護截齒、降低設備損耗的目的。如果遇到巖石硬度超出普氏硬度2的情況，應根據(jù)實際現(xiàn)場情況，決定是否采用爆破手段加以解決，切不可一味采用掘進進行巖石的分割作業(yè)，避免出現(xiàn)裝置被破壞的問題發(fā)生。2.3臨時支護設備與技術在開采過程中所使用到的掘進設備施工中是對自身液壓系統(tǒng)的運用，如果想要使裝置具有較高的穩(wěn)定性能，那么其液壓裝置要具備較高的穩(wěn)定性。同時，也要關注整個設備在開關設備時自身閉鎖裝置的性能。在通常情況下，應用綜崛機的液壓裝置可起到臨時支護作用，而采用此手段也能在很大程度上保障整個開采流程的安全性。
2.4開門轉(zhuǎn)為技術
通常開采作業(yè)流程均會碰到很多的困難與問題，在處理問題過程中對掘進裝置的革新顯得尤為重要。其重點在于革新掘進裝置作業(yè)時的開門方式，能有效減少作業(yè)時的阻力，可顯著減少爆破作業(yè)施工次數(shù)。在煤礦開采流程中，如果想要采用掘進作業(yè)，在其后方一般會設置40t左右的運輸量，而掘機與其的距離約為100m。實際作業(yè)流程中，要預先進行爆破空間處理，這樣才可更好地保障掘機能更加安全地作業(yè)。
2.5要做好作業(yè)流程的管理
煤礦開采過程中，掘機作業(yè)時要科學地做好相關設備的運行及作業(yè)管理工作，建立并完善相應管理制度，以更好地確保掘進作業(yè)能更加高效、安全、快速、便捷地進行。例如，在采用彎皮帶的方式完成煤輸送作業(yè)時，應采取相對較大的角度及相對較長的距離實施作業(yè)，也能通過采取較小角度的拐彎手段來實現(xiàn)。采取上述手段可明顯增加皮帶輸送效率。皮帶設備的端部會帶自動控制的卸料設備，此設備不僅可降低各種原因所帶來的皮帶損害，同時也能在很大程度上提升皮帶輸送的安全系數(shù)。所以，按照設備自身的特點和作業(yè)手段，科學地制定相應管理制度與方法，可更加有效地使掘進作業(yè)效率得到提升。另外，相關設備要進行科學細致的維護保養(yǎng)工作，讓開采工作擁有更加堅實的技術基礎。
3穿越斷層的錨網(wǎng)支護技術
3.1直接破頂技術
此技術指的是利用掘進設備，在挖掘過程中將斷層頂端位置進行破除處理，將相對穩(wěn)定的頂板作為基層，然后實施固巖作業(yè)。而采用錨網(wǎng)索進行相應支護處理。通常通道頂端處的巖石硬度系數(shù)不超過5、落差值在2m范圍內(nèi)，此時斷層頂端易發(fā)生破碎問題，使得相應的支護工作遇到困難。應采取直接破頂方法對以上問題加以處理。另外，如果遇到相對大的坡度或梯度增加的坡度狀況，也可采用直接破頂方法加以處理。
3.2退后臥底技術
在所涉及的礦井中，如果斷層頂端巖石相對較為堅固、體性較好，并且起落差距在2.5m范圍之中，可采用支護手段實施圍巖作業(yè)。這種情況下掘進設備要采取先后退，再利用臥底的方法往前方推進。如此能更好地保護斷層通道所涉及的相應指標達到施工安全規(guī)定。
4結語
煤礦開采的相應掘進支護技術能在很大程度上影響整個流程的安全性與效率。同時，也在很大程度上決定了煤礦開采的質(zhì)量。而如果遇到相對復雜的地質(zhì)環(huán)境，煤礦掘進作業(yè)就需全面增強機械化方法的施工力度。同時，也必須做好掘進作業(yè)中的相關支護工作。只有如此，才可使煤礦開采更具有效率，同時更好地確保施工作業(yè)及人員的安全性。
參考文獻：
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作者：梁愛國 單位：山西宏廈一建礦建第八項目部
