浅析复杂地质条件下井下采煤技术

浅析复杂地质条件下井下采煤技术

刘哲玮

神东煤炭集团补连塔煤矿综采一队，内蒙古 鄂尔多斯 017200

摘要：我们国家是煤矿资源大国，在未来经济和社会的发展中，煤矿资源将作为主要的国家资源之一。所以煤矿的开采工作也引起来社会的广泛关注，在实际的煤矿开采工作中，随着开采力度和强度的加大，开采中遇到的问题也随之增多，由于煤矿都所处地质条件复杂，所以在开采中更要注重方式方法，以及相关技术的应用。所以，加强煤矿开采工作的安全性和效率性，是先现阶段研究的重要内容，同样也是煤矿行业的的未来发展趋势。

关键词：复杂地质条件；井下采煤技术；工作效率

1导言

煤炭作为我国能源的重要组成部分，它的开采由于受到地质条件的影响，开采难度非常大，危险系数也较高，是相关工作者较为关注的课题之一。在采煤技术的选择，以及相关采煤设备的选择上，要能够根据煤矿的实际情况，采取合理科学的方式，在此基础上不断的完善，保证采煤工作能够顺利、安全的进行。

2复杂地质条件下煤矿机械采煤工艺应用的难点

在煤矿开采的过程中，复杂地质条件通常表现出较强的不稳定特征，如断层数量较多、地压超标、水文条件复杂等，在以上这些情况下，煤矿开采中机械采煤工艺的应用不可避免的会遇到一些困难，具体包含以下几个方面：首先，风险较大，在进行煤炭开采的过程中，一旦范围增大，除了原有的开采范围，还要向更深层次进行开采，这样就对原有的煤层结构形成了破坏，围岩应力也随之加大，则随之而来的风险也较高，采矿工作人员的安全性也得不到很好的保障；其次，由于矿井煤层的松软度较高，强度较小，所有在掘进的过程中很容易出现破碎现象，成型难度较高，且巷道底板会出现收缩，这些都会对支护作业的开展造成阻碍；再次，由于矿区地质条件复杂，巷道内存在多个断层，机械采煤工艺的应用必然会受到一定的不利影响；其四，矿区内存在的薄煤层开采对机械采煤设备的要求较高；其五，现代化煤矿机械采煤工艺的应用管理难度较高；其六，煤矿开采中遇到的一些高硬度岩石层会对掘进设备造成较大的磨损，这也会对煤矿机械采煤工艺的应用产生负面影响。

3复杂地质条件下井下采煤技术

3.1综掘机的选择

复杂地质条件爱夏进行煤矿的掘进支护，首先是对综掘机的选择上，它的使用目的是更好的提高工程效率，如何对其进行选择，要从三点来考量，其一，综掘机的结构是否符合要求；其二，综掘机的体积是否符合相关要求；其三，从矿井的一些自身指标来进行考虑，如：煤岩强度、断面率等；最后根据上述三方面的实际情况，对综掘机进行综合的考虑，如：价格是否合理、维修成本是否合理、自身功率是否匹配等等，只有选择合适的设备，才能保证工作的顺利进行，施工安全也能得到很好的保障。

3.2合理选择综掘机型号

对于综掘机型号的选择上，也要从几方面着手：第一，巷道断面情况要与设备相吻合；第二，设备截割强度是否达到标准；第三，生产效率是否能与实际要求保持一致；第四，设备的配件能否持续供应；第五，设备一旦出现故障，维修周期是否有准确的范围等，这些因素都要考虑在内。

3.3直接破顶法的应用

由于复杂地质条件下，断层具有不稳定性，尤其是一些地质疏松的，在开采的过程中，危险程度随之增高，安全也得不到保障，所以在这些特殊的地段，就要采用直接破顶法。它的工作原理是将顶部较为疏松的层质进行破除，从而保证坚固的顶板岩层，之后再进行支护，这样确保了稳定性和安全性。另外，在坡度大时也可以直接采用破顶法，这时可以提高施工的质量，降低施工难度，最终提高效率。

3.4退后卧底法

在煤矿掘进作业的过程中，一些区域的顶板结构较为完整且具有加强的稳固性，且顶板和底板之间的绝对落差超过2.5m，在这样的情况下，可以采用退后卧底法开展机械采煤作业。在具体实施的过程中，掘进机一直处于后退和卧底的状态下，其优势是能够为内部高度和稳定性提供良好的保护，提升断层顶板的稳定性。

3.5复杂地质煤矿采煤掘进支护

3.5.1选取截齿

挑选恰当的掘进设备后，对掘进机截齿的选取涉及到设备的利用率，也会影响施工的整体效率。在挑选截齿的过程中，耐磨性是选择的核心因素。截齿若不具备很强的耐磨性，其施工质量就不会得到相应的保障，且有可能加大截齿的报废率，增加生产费用。选取截齿的时候，要挑选强度高且耐磨性好的截齿，特别是在复杂的地质条件下，施工人员更要挑选出性能良好的设备。假设岩石硬度高于掘进设备的工作能力，则需要使用爆破的形式来处理，以此来维护设备的使用寿命。

3.5.2选取掘进设备

如今在巷道掘进中所使用的设备是一般的掘进机与综合掘进机，均为工人按照实际建设条件与巷道长度来挑选。按照建设要求规定，假设巷道长度＞300m时，应当使用一般的掘进设备，相反，要选取综合掘进设备。掘进设备的选定方式在本质上取决于设备施工的特征。采用综合掘进设备，能够缩短施工的准备时间，确保掘进工艺的选取与生产实际相符。在采用综合掘进设备的过程中，应挑选合适的设备型号，这些工作取决于现场的施工条件。

3.6锚杆临时支护与U型钢架方式

在复杂地质煤矿中有很大的断层，在此种情况下，易发生崩塌与破碎问题。可采用锚杆支护与超前支护等临时支护方式，再加上U型钢结合使用，锚杆倾斜角度的控制限度为45°。在此基础上，加固围岩结构，借用预紧力，预防在掘进的时候产生顶板破碎的问题，有益于掘进工作面的安全与稳定。锚杆支护设计施工的规定：第一，支护设计要有依据。考虑到巷道断面形状与其稳定性，对比巷道松动圈，如果受到采动的压力，易于使松动圈的大小和形状变形，通过现场的检测，受影响的松动圈大了2倍左右。因此，在进行采动的前后，围岩类型会发生显著的变化。所以，在进行设计过程中，应考虑到大松动圈的范围进行设计。第二，依据设计孔位做好标记。锚杆的孔位距离应保持在100cm范畴以内。锚杆孔轴向偏差不应比3°高。锚杆孔的深度不可以比杆体的有效长度小，也不可以比有效长度30cm还大。锚杆端部应当推至孔底处，尾端位置外露长度应小于20cm。第三，锚杆支护施工的安全规定。针对一些特殊区域，要采用特殊支护方法展开支护工作。该支护范畴在必要的时候，应延长5～10m至巷道正常段。对支护比较复杂的区域，要采用锚索锚固、全长锚固与加密锚杆来加强支护的安全。

3.7运用锚网支护技术完成煤矿采煤

在煤矿地质环境复杂的情况下，使用直接破顶法时要注意巩固的选择，尽量避免地质环境对煤矿采煤工作的影响，保障工作人员的人身安全。通过运用锚网支护技术完成煤矿采煤工作，可以针对不同的地质条件选择适宜的方法进行开采，避免在采煤过程中出现危险问题，提高煤矿采煤的安全。

4结束语

总之，在复杂地质条件下井下采煤要能够合理的利用相关的技术，选择符合煤矿实际情况的开采设备，同时对于采煤过程中遇到的困难，要能够采取有针对性的合理的解决方法，在开采中要注意方式方法，从煤矿的全局性进行考量，具体问题具体分析，最大程度的保证安全施工，安全开采，最终推动煤矿开采工作能够顺利、安全进行。

参考文献

［1］聂伟雄，付龙．复杂地质条件下连续采煤机快速掘进的实践［J］．陕西煤炭，2017(04)．

［2］李强，李勇．煤矿开采井下采煤技术［J］．山东工业技术，2018(21)．

［3］刘敏．井下采煤技术分析及应用［J］．科技与企业，2016(15)．

［4］郑玉军．我国井下采煤工艺分析与探讨［J］．科技视界，2017(19)．