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复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用探究

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  摘 要:煤矿掘进作业因地质条件的变化而受到很大的影响。多为地下作业的煤矿生产受不同地区不同地质的影响,为确保围岩的稳定性和巷道的畅通,必须做好巷道掘进支护工作。本文将对在复杂地质条件下如何做好煤矿掘进支护进行分析和探讨。
  关键词:地质条件;掘进支护
  当前,井工煤矿的巷道掘进机械化程度在不断提高,支护工艺也在不断改进完善,但在复杂地质条件下的掘进支护还存在很多问题,下面进行一下探讨。
  1 复杂地质条件下掘进支护技术现状
  在复杂地质条件下,围岩破碎不易控制,为确保支护效果,现普遍采用锚网索联合支护的方式。锚杆支护将顶板一定范围内的围岩形成一个加固的组合梁,锚索的使用将锚杆支护形成的顶板组合梁进行了悬吊,增大了组合梁的范围,使得顶板应对变形的受力区域明显扩大,根据压强计算公式,在围岩压强一定的情况下,受力面积越大,承受的压力越大,故锚网索支护相比以往的锚杆支护增大了顶板围岩的稳定性。
  2 复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用分析
  晋北地区矿井普遍存在断层构造、老巷及采空区多、水文地质条件相对复杂的特点,在煤矿巷道掘进支护过程中,建议选择以锚网索支护为主,同时在结合矿井具体情况,合理选取直接破顶法、退后卧底法以及下部老巷充填加固法这三类支护技术。
  2.1 直接破顶法
  直接破顶法主要是利用掘进设备,破除对巷道顶部受断层构造影响的围岩,保留结构相对稳定的顶板围岩。同时以锚网索对顶板围岩进行支护。
  对于直接破顶法来说,需要特别注意巷道的顶板落差和岩石硬度问题,如果顶板落差在2米内,且岩石硬度在五级以下,大面积顶板碎裂问题可能会出现,故而增加了支护难度。
  目前此项掘进技术多应用于对整体坡度较大且岩石坡度较缓地质条件下的煤矿巷道掘进工作。
  2.2 退后卧底法
  退后卧底法是在掘进过程中,掘进机通过保持后退状态同时卧底保持前进状态从而确保巷道内部所对应的高度和稳定性符合施工要求。
  退后卧底法的使用需满足断层构造落差2.5米内,结构较稳固、完整性较好等特性,同时采用锚网对超高的巷道两帮进行支护。
  合理运用此项技术,在确保巷道受断层影响顶板的完整性的同时,能够提高围岩结构稳定性,对于掘进支护方面有着很重要的安全性优势。
  2.3 下部老巷充填加固法
  在矿井掘进工作区域下部存在老巷且距离较近的情况下,若下部老巷不采取任何措施,巷道掘进过此区域时巷道底板圍岩会发生塌陷,造成踩空,从而导致安全事故的发生。
  故应采取下部老巷充填法,具体方法为:先找准老巷的精准位置,然后对巷道底板进行爆破破底,待揭露老巷后,先进行探巷,排除有毒有害气体及积水的安全风险,最后对老巷进行充填,建议采用砖混结构的实体对下部老巷进行充填加固,从而营造出一个再生承载层,保证了巷道掘进通过老巷时底板围岩的稳定性,且确保了巷道后期使用的安全。
  3 复杂地质条件下煤矿综掘机掘进技术要点
  掘进支护技术的应用有效性同综掘机如何选型有着直接的关系,选择能够满足煤矿掘进支护要求的综掘机应重点关注一下几个方面:
  ①巷道断面的适用性;
  ②切割强度大小;
  ③切割功率大小;
  ④运行效率高低;
  ⑤煤岩强度高低;
  ⑥配件供应质量。另一方面,综掘机截齿耐磨强度应根据煤矿巷道中岩石强度高低来判断,并进行合理选取,进而防止截齿磨损过大;高强度的截齿能够提高煤矿巷道掘进过程中截割速度。
  同时还需要特别注意特殊情况发生:当岩石硬度高于综掘机的截齿切割能力时,应当改为使用爆破作业。而不是使用综掘机进行强行切割,以防设备出现损坏问题,从而提高设备的使用寿命。
  4 结束语
  综上所述,煤矿的掘进支护技术在随着时代的发展而进步,煤矿的开采需要应用适宜的煤矿掘进支护技术,要不断的优化掘进工艺技术,确保煤矿的安全生产符合国家的标准要求,同时还可以提升煤矿的掘进效率,同时保证煤矿开采工作的高安全性,基于此,改善煤矿的掘进支护技术,对于推动煤矿生产质量,安全生产,实现煤矿开采的可持续进行,具有积极地现实意义。
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