复杂地质环境中煤矿掘进技术的运用

复杂地质环境中煤矿掘进技术的运用

谭杰,刘帅,王敏

新矿集团翟镇煤矿

摘要：

在煤矿资源的开发过程中，将会面临许多制约煤矿资源开发的问题，尤其是复杂的地质环境对煤矿资源开发的影响。要想高效地完成矿井掘进作业，实现资源的合理利用，除了要对矿井掘进技术进行优化与创新外，还必须有效地解决矿井复杂多变的地质环境对矿井生产的不利影响。文章通过对该矿区地质情况的初步分析，论述了该矿区在复杂地质条件下的掘进工艺在该矿区的应用，并提出了改善采掘工艺的方法。

关键词：复杂地质；煤矿；掘进技术

引用：

煤矿资源一直以来都是我国重点开发的一种资源，由于社会的发展日新月异，为了跟上时代发展的步伐，和经济建设的要求，我们国家对煤炭资源的需求也在不断增加，与此同时，在实际的煤炭开采过程中，煤炭的开采难度也在不断增加。煤矿开采的难度在不断增加，这与开采区域的地质条件非常复杂有很大关系，要想有效地解决这个问题，大多数的采矿企业都会采用掘进支护技术来进行支持，而在技术应用的过程中，最重要的是要确保采矿的安全性，所以，对掘进支护技术的合理使用就成为了采矿工作中的一个重要环节。该工艺的应用，是整个煤矿开采过程中的一个重要环节，同时也可以给煤矿开采带来更多的安全保障。

1.复杂地质条件的煤矿开采环境分析

由于我国是一个开采历史悠久的国家，在开采过程中经历了漫长的岁月，加之其独特的地理位置，使其开采变得十分困难。这样的话，再加上一些不安定的因素，这样的话，问题就会很多。例如，在采矿的时候，会发生岩性深度的改变，因为对采矿需求的进一步增大，会对煤层本身的地质结构产生不同程度的影响，从而导致开采的困难。此外，由于煤层本身的不稳定性，再加上外部环境的干扰，将会对采掘作业的安全产生一定的影响。

2.矿井井下巷道支护结构稳定的影响因素分析

2.1薄煤层的开采存在安全风险

我国煤矿资源分布广泛，各产煤区地质条件差别较大，部分产煤区薄煤层较多，这种情况下，矿井一般采用巷道回采，掘进支护的重点是煤巷和半煤巷，而在半煤巷进行掘进时，为有效保证掘进的安全，需要选用科学、合理的掘进工艺和装备。

2.2巷道前掘后修的工作量很大

在复杂地质环境中，矿井掘进的难度主要表现在：矿井中的地质情况十分复杂，掘进的工作量较大，由于煤层及顶、底板等部位的某些部位具有相对松软的地质特征，在掘进时常造成该部位的煤层及顶、底板破裂，从而妨碍了后续的采掘工作，严重影响了采掘的整体进度和效率。而在复杂的地质环境中进行隧道施工，常常造成隧道的顶底变形，从而造成隧道的顶底变形。为了有效地保证矿井掘进的正常进行，煤矿企业通常都会在掘进结束后对其进行修复，但这种修复方法会极大地提高煤巷掘进的工作强度，从而影响到矿井的建设进度。

2.3煤层容易松动

因此，在开展采矿工作前，必须对该地区地地质条件进行详细地调查和分析。随着煤矿顶、底板煤层的松动，将使煤层的支离破碎概率越来越大，特别是在开采煤层时，很容易引起煤层的一系列变形。综采工作面顶、底板明显收缩，这也是该矿目前存在的一个突出问题，直接影响了支护的正常进行。如果不能正确地选择合适的掘进方法，将为矿井的开采工作埋下一些安全隐患。

3.浅谈复杂地质条件下采煤掘进工艺的具体应用

3.1临时支护技术的运用

综采装备在矿井条件比较复杂的情况下，必须采用临时支护工艺。在施工过程中，不能忽视水力系统的作用。水力系统为临时的支承提供能量。在施工过程中，在施工过程中，必须综合考虑复杂地地质条件，统筹安排临时支护工艺的应用。临时支护是煤巷掘进支护中不可缺少的一种技术，它的应用非常广泛，它是通过掘进机械对煤巷中的断层进行清理，保留顶板上相对稳定的构造，并对其进行有效的施工。在临时支护技术中，要注意稳定及采用锁定装置，因为锁定装置对煤矿的正常生产有很大的影响，并直接影响到掘进作业的平顺性。在复杂地质条件下的煤矿开采掘进支护中，必须要对临时支护进行全面的研究与分析，并以勘探的实际结果为依据，制定出水力系统的临时支护方案，从而降低矿山开采掘进的工作压力，并有助于提高矿山开采掘进支护的稳定性。在施工中，应充分考虑复杂地质条件对施工地影响。在掘进过程中，如果遇到的矿井顶板落差大于2 m，并且围岩硬度在5级以下时，要注意防止顶板破裂，因为这种情况会增加临时支护的难度，一般来讲，对于整体性强、坡度大的煤层工程，也可以采用掘进支护中的临时支护，但对于地质条件复杂的煤层，还需要考虑其与地质环境和煤层工程的适配性，避免对煤层掘进支护的安全产生影响。

3.2选用适宜的综掘机与普掘机

在煤矿区，巷道掘进的长度很大程度上取决于综掘和掘进的能力，所以，选择合适的掘进机和掘进工具，对掘进工作起到了很大的影响。在正常情况下，工作面的巷道长度在300米以下采用普掘，超过300米则采用综掘，这是由设备自身的特点所决定的。比如，在煤矿掘进中，在使用综采技术时，要根据具体的掘进工艺来选择适合的综采设备，并且要考虑到综采设备是否能够很好地用于施工巷道的截面。在施工中，要对综采设备的截割功率和截割的强度进行适当的调节，这样才能更好地发挥综采设备的作用，并且，综采设备的使用，也会大大地减少相应的准备时间。

3.3应用后退卧底的支护方式

除以上问题外，在采煤过程中，还会遇到断裂滑动的问题。在遇到这种情况下，为保证施工安全，应采取回撤卧底型支护。当巷道遇到落差小于2.5 m、且顶板强度满足有关规范要求的断裂时，可利用锚索一网支护技术对其进行加固，增强其稳定性。在支护过程中，应先将掘进机移动到距离地面15米处。在回采过程中，当回采过程中遇到土坡时，当土坡的坡度大于回采时，则可采用不大于12度的负重坡度。在掘进时，遇到断裂发育，断裂引起煤层下移时，为了保证巷道的高程，可以采取回采下压的方法，使巷道的高程达到支护的技术要求。采用后退卧底支护技术，可以在穿越断层时，有效降低断层对巷道顶板的不利影响，提高巷道围岩的稳定性，从而获得较好的支护效果。但该支护方法的缺点也十分明显：与其他支护方法相比，劳动强度大，随着回采巷高的增加，回采工作面的工作强度也相应增加。所以，在采用后退卧底式技术过断层时，要进行全面的锚索网加固，并按照相关规定，控制巷道的高度，保证巷道的稳定和工作面的安全。

4.结论

综上所述，在复杂的地质条件下，巷道的支护技术是保证矿井安全有序的关键。但是，在使用采掘技术时，必须要与煤矿工作中的矿井巷道的具体情况相结合，选择适当的工具和设备，采用适当的支护方法，才能取得安全的支护效果。在今后的工作中，要继续加强对煤巷掘进技术和支护的研究和实践，从而使煤巷的建设更上一个台阶。

参考文献：

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