煤矿掘进支护技术研究

煤矿掘进支护技术研究

许芳印

义马煤业集团孟津煤矿有限责任公司 河南孟津 471100

摘要：煤矿的掘进工作是煤矿开采的关键环节，是许多煤矿开采活动的基础。做好支护煤矿开采，提高煤矿生产安全性和可持续性非常重要。尤其是伴随着煤炭开采深度的不断增加，对掘进和支护提出更高的需求。本文针对复杂地质条件下煤矿巷道支护的主要问题，研究复杂地质条件下煤矿巷道支护的关键技术要点，并提出相应的对策，采取措施提高煤矿的掘进效果。

关键词：复杂地质条件；煤矿掘进；支护技术；分析

引言

煤炭是我国的主要能源，是国民经济发展进步的重要保障。以磨料磨具和液压护圈为代表的全机械化采矿设备，使地下矿井中完全工程化采矿作业的效率得到提高。

一、煤矿掘进支护技术应用现状

煤炭行业在发展途中具有较高的盈利特点和较高的风险。我国煤炭工业发展初期，市场混乱，安全保障不足，许多经营不规范。最重要的是，矿山通常位于地下，开挖期间容易发生道路倒塌，这导致煤矿生产作业中频繁发生安全事故。巷道是整个施工地中最深的地下结构，为了确保地下作业者的安全，需要更好的排水和通风功能。因此，要在完工后尽快将煤矿从车道上运走，道路作为主要的交通运输渠道，必须要提高运输效率，确保运输安全。因此，需要加强道路安全，有效提高煤炭生产和开发的效率。尽管现代科学技术发展迅速，但与此同时，地表煤炭资源也在迅速减少，煤炭开采的深入发展，是煤炭工业的突出发展趋势，这也带来新的问题。深挖的难度越来越大，最重要的是，道路的整体安全性和稳定性将受到不利影响。为了确保道路安全，需要不断提高巷道技术和支护技术水平，选择适当的技术措施，为矿山的总体发展提供基本保障。

二、复杂地质条件下煤矿掘进支护存在的主要问题

（一）掘进支护技术不能适应实际需求。在深部施工中，一般地质条件非常复杂，煤层掘进面临许多问题。例如，传统的丝网支架在浅巷道条件下，可以实现更好的掘进和维护效果，但是从开挖和深层公路支架的角度来看，出现各种类型的问题，无法有效满足实际工作需求。因此，升级支护技术已成为巷道掘进和深部煤矿支护的主要优先事项。但是，从许多矿山目前的巷道掘进和支护现状来看，仍然有太多施工团队选择使用传统的辅助技术，从而导致巷道掘进和支护工作，存在不同类型的难题。

（二）掘进支护人员整体素质相对不高。在当前复杂的地质条件下，为了达到挖掘和支护的需求，对技术人员的整体素质提出更高的要求。但是，由于煤矿的总体运营不断下降，因此收益水平也进一步下降。许多受过良好训练和教育的技术人员不愿在煤矿工作，从而导致技术人员的整体素质得不到提高，影响巷道技术和煤炭支护的发展。

（三）掘进支护施工不到位的问题突出。在地下建筑中，主要位置是条件相对困难的煤矿开采前沿和巷道前沿，尤其是巷道前沿。不仅工作环境条件相对较差，而且由于存在大量煤尘且通风相对困难，采矿和支护过程中面临的安全问题更加明显，这导致许多建筑工人在挖掘和支护时遇到建筑问题。不能按照规定使用应施加的预紧力，不能固定项目上的锚杆深度，不能按照规定悬挂金属网等，这增加了巷道和支护安全问题的可能性。在复杂的地质条件下，如果未进行巷道维护，会严重影响最终支护的效果。

三、复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用

（一）复杂条件下穿越断层锚网支护技术。1.后退卧底法。在采矿掘进过程中，当道路故障崩溃时，可以选择后退卧底法来处理它。使用挖掘设备时，如果坡度超过要求的坡度，则可以先修筑道路以降低整体坡度，并方便使用挖掘设备。在巷道施工中，采用后退卧底法可以满足相应的需求。2.直接坡顶法。在使用直接坡顶方法的过程中，将路头直接撞到屋顶，并对车道末端的断层进行爆破。固定的电缆可以留在屋顶的围岩中，并且可以使用网状锚索将其固定。顶板岩石的硬度小于 5，或跌落大于 2cm，使岩石变脆变软。因此，必须在支座中对其进行处理，以避免由于岩石碎裂而导致的后续安全事件，直接坡顶法适用于构造煤矿沟渠时高差的情况。

（二）复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的关键环节。为了最大程度地提高煤矿开采的效率，需要采用必要的开采和支护技术，还必须结合实际需求的波动，对挖土机的选择和隔离进行深入研究。首先，选择完整的挖掘机直接关系到煤矿开采和配套技术应用的有效性。选择过程应从以下角度进行评估分别是道路长度、切割力的大小、切割力的水平、操作效率的水平、抗煤和岩石的水平以及附件供应质量的适用性。基于对这些因素的仔细考虑，最终选择最合适的成套挖掘机类型。另外，在抗螺旋磨损方面，钉的选择必须满足整个挖掘机的实际需求。高强度的堆积有助于提高巷道切割速度，并可以有效减少选择磨损。如果选择的齿不合理且岩石硬度超过了整个切割机的切齿能力，则无需操作挖掘机就可以继续进行切割操作，必须立即停止操作，并检查设备的磨损，同时必须为下一个工作选择爆破方法。

（三）起坡卧底和顶煤放炮技术。在某些地区的煤矿开采过程中，随着煤层结构的不断提高，可能会出现缺陷，从而威胁到路边采矿经营者的安全。因此，为确保人员安全并提高工作效率，可以使用爆破+起坡度法，平稳地进行开挖作业。当采用这种施工方法时，如果道路断层小于 0.7m 且水平坡度不超过 12°，则可以选择施工方法，淹没路堤的坡度进行施工，当断层高度超过 12m 时，可以通过爆破来解决该故障。在矿山地质条件复杂的情况下，可以通过结合两种方法来确保道路安全。此外，一旦故障完全暴露，人员必须使用锚索支撑来保护故障。巷道支护完成后，断层结构仍将保留，采矿设备可用于小于4m的采矿作业。

四、应用效果分析

以特定地下挖掘的验证面为例，行车道的宽度为 5.0m，行车道的高度为 2.8m。巷道的地质条件是不稳定地质的典型特征，其中一些发现在稳定性很差的断层中，比较分析采用新型巷道开挖辅助技术条件下，巷道提取的稳定性和效率。位移监测装置安装在车顶和行车道的两侧，在开挖过程中在巷道的两侧，测量下陷的大小和巷道的大小，并监控下部滚筒的体积。从实际监测结果可以看出，由于采用新的支护技术方案，导致顶部塌陷的大小，两侧的进近和巷道底板举升的数量迅速增加，然后逐渐稳定。顶部下沉量在第 40 天达到31mm，尽管变形幅度继续增加，但增加速度却非常缓慢，在第 120天为 39mm，比以前降低 76.2％。第 61 天，巷道两帮移动距离达到 138mm，尽管变形继续增加，但增加速度非常缓慢。第120 天的高度为 145mm，比以前减少 91.1％。第 40 天，路面的举升量达到58mm，第120 天，达到86mm，比优化前减少79.1％。可以看出，新的支护技术方案，可以大大提高掘进过程中的道路稳定性。

结语

总而言之，伴随着煤矿开采深度的不断增加，巷道和支护所面临的环境变得愈来愈复杂，从而导致各种类型的巷道和支护问题。 因此，煤矿公司应充分了解现有巷道和矿山支护的新情况和变化，结合巷道前的隧道支护的特点，并采取针对性的措施，以提高对矿山、巷道支护的最佳影响，并确保更好的服务质量与安全。

参考文献

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作者简介：许芳印（1988.09--），男，汉族，河南商丘人，本科，河南理工大学，采矿工程，助理工程师