复杂地质条件下煤矿采煤掘进和支护技术

复杂地质条件下煤矿采煤掘进和支护技术

刘喜安

陕西建新煤化有限责任公司

陕西省延安市  727300

摘要：在煤矿开采中，广泛利用采煤掘进和支护技术，特别是地质复杂的煤矿中，采煤掘进和支护技术更加重要。因此，本文对煤矿采煤掘进和支护技术的影响因素予以分析，如地质结构、矿井道路及设备因素，并提出了采煤掘进和支护技术的应用措施，旨在提高技术利用率及其水平。

关键词：复杂地质；煤矿；采煤；掘进；支护

引言

我国煤炭高产，是一种主要能源，且采煤控制技术获得世界关注，在逐步增加采煤深度的过程中，所需注意事项持续增多，且开采难度也越来越大。对此，煤矿企业必须加强提升采煤技术水平，引用前沿技术，规范落实工作流程，整合煤矿从业者遇到的安全问题，优化管理体系，结合复杂地质情况完善采煤掘进和支护技术，尽量减小安全问题出现的几率，提高掘进和支护技术利用效率，以推动煤矿企业稳步持续发展。

1煤矿采煤掘进和支护技术的影响因素

一些矿区开采历史悠久，属于年代较老的矿区，其地质条件复杂，存在大量断层结构，且矿井地压大，对煤矿开采施工不利。同时，煤矿层地质严重缺乏稳定性，且周边水文条件与地质条件也非常复杂，极大地干扰采煤作业，因此需要合理利用支护技术。矿区地质条件对掘进施工的负面影响有以下表现：

1.1地质结构

在采煤工作中，遵循由浅入深以及从内向外的作业顺序，提高了采煤技术使用难度，若增大开采深度，此时地质条件也有一定改变，尤其是顶层板结构的特征和性能[1]。由于外部压力干扰，导致拱状围岩体积增大，若未根据实际情况采取有效性处置方式，易于引起整体结构变形。

1.2矿井道路

当前，一些大型煤矿企业在施工过程中开挖矿井道路，不少企业为控制成本会在原本矿井道路上适当改造。这项操作使矿井道路更加复杂，并由于未做特殊处理，遇到其他问题。

随着矿井道路用时延长，部分围岩不够坚固，减小道路强度，造成道路破碎的情况。其次，由于地下水或降雨积水，导致矿井道路被叽侵蚀，有的道路存在软化问题而难以成型，即使可以成型，也可能发生变形现象。此外，矿井道路相对较窄，在利用采煤掘进和支护技术的过程中提出更高要求，为提高采煤掘进和支护技术的使用效果，煤矿企业员工应根据具体状况合理采用处理措施，及时攻克各类问题。而针对地质条件较为复杂的矿区，在矿井道路中应引用先进采煤掘进和支护技术，通过规范设置做好施工管控，加快煤矿开采速度，提高开采效率和质量。

1.3设备因素

与发达国家相比，我国科技发展水平有限，用于煤矿开采的机械设备不够先进，亟需研发与生产优秀设备。同时，我国劳动力市场庞大、人工成本偏低，若要更换一部分新设备，必须投入大批资金。所以，在开展煤矿管理工作时，缺乏为设备更新换代的动力和积极性，使得煤矿开采中使用的机械设备相对落后。目前一些煤矿企业在开采中虽已使用掘进和支护技术，却未充分利用现代化机械设备，难以取得良好开采效果。若开采作业中使用的机械设备比较滞后，易于提高开采难度并引发开采风险[2]。所以，为有效利用采煤技术，实现其作用最大化，应结合开采掘进和支护技术，采取针对性措施，以确保设备使用效率以及技术先进性。

2复杂地质条件下煤矿采煤掘进和支护技术的应用措施

基于复杂地质条件下，为有效控制各项要素对开采掘进作业产生的消极影响，确保作业顺利完成，在矿区施工中可根据地质条件利用下列掘进和支护技术。

2.1确定综掘机与普掘机临界点

对于煤矿开采中使用的综掘机和普掘机，两者临界点的一项重要影响因素为巷道长度，通常以掘进水平为依据合理设置巷道长度。当实际开展采矿掘进作业时，若工作面施工长度在300m以下，需要使用普掘机，而工作面施工长度超过300m，需要使用综掘机，通过正确使用掘进机械保证顺利完工，充分利用不同掘进机械的作用和优势，也能够正确采用施工工艺，高效落实开采掘进作业。

2.2合理选择综掘机型号

为实现综掘机作用与优势最大化，加快开采速度，提高掘进效率，必须合理选择该机械的规格型号。综合考虑设备功率、巷道断面适用性等，合理选择综掘机规格型号，提高该机械在煤矿开采掘进作业中的作用。此外，对于截齿的选择，应选取耐磨性良好的截齿，从而在开采掘进作业中缓解截齿磨损，并加速掘进截割。保证开采掘进作业顺利完成。若矿区围岩硬度大，难以采用截割方式，此时需对开采区域进行爆破，实际爆破中必须严格遵守施工技术规范，给予综掘机有效保护。

2.3重视临时支护技术的运用

在使用综掘机进行采煤掘进作业的过程中，液压系统会影响该机械的运行，要提高掘进效率，首先要保证系统稳定性，在综掘机启动与关停时，应合理使用系统内闭锁装置[3]。开展实际工作时，一般使用机身液压锁起到临时支护作用，正确利用临时支护技术能够保证掘进作业安全进行，为煤矿开采掘进提供有利条件。

2.4重视采掘技术转化运用

在煤矿开采掘进施工中，普遍存在技术性难题，对此，需要运用合适的采煤掘进机械设备以及掘进施工工艺，这项工作作用显著，可减小煤矿开采掘进难度，取得良好开采掘进效果。如。煤矿开采作业中使用的掘进机，该机械后面多数情况下跟着约40t重的运输量，且机械高差大约为100m，对此，为保证煤矿开采掘进施工安全，实际施工中避免利用穿凿放大原理，需要结合施工情况，按规定爆破一段，在此基础上运用掘进机开展施工，确保开采掘进施工稳定、安全完成。

2.5加强采煤施工管理

在开展煤矿开采施工的过程中，需要建立健全管理制度，规范设立管理机构，践行管理责任制，贯彻落实一系列管理工作。如，在采用弯皮运输方式的时候，不仅可以选择大角度长距离采煤掘进，而且也可以选择小角度拐弯掘进，以实现皮带高效运行。此外，还应在皮带机尾部规范设置自动卸料装置，用于降低皮带磨损，保证煤矿开采掘进施工安全性。

2.6锚网支护技术的运用

（1）直接破顶法

在矿区开采中运用掘进机规范破除断层顶部，但保留顶板围岩，在此基础上用锚网索支护。若顶板围岩的硬度低于5，且落差低于2，应使用锚网索支护。另外，若坡度大，为减小坡度，保证掘进施工顺利完成，还可以选用破顶技术做好支护，促进煤矿开采掘进施工有序进行。

（2）退后卧底法

断层上顶板十分坚固，且落差不超过2.5m，此时可用支护围岩，在掘进机后退的同时，卧底前进，保证巷道施工稳定性和安全性。

（3）锚杆临时支护加U钢法

如果断层存在较大落差，且围岩硬度大，不易发生坍塌事故，此时可利用锚杆临时支护加U钢法做好支护工作，以确保煤矿开采掘进施工的安全性。

3复杂地质条件下采煤掘进和支护技术的运用效果

基于复杂地质条件下，在开展煤矿采煤施工的过程中，利用以上掘进和支护技术，运用合适的掘进设备，规范利用临支技术、锚网支护技术等，同时加大施工管理力度，一方面保障煤矿采煤掘进作业顺利完成，另一方面提高采煤施工安全性，推动煤矿开采有序进行，并增加了开采效益，得到矿区开采施工单位以及全体人员的认可，在日后相似煤矿采煤施工中提供重要参考，而且能够从中获得启发。

4结束语

如上，在煤矿采煤施工中，掘进和支护技术极其重要，针对复杂地质条件下煤矿开采施工而言，掘进和支护技术使用的重要性更加显著。因此，在今后采煤施工过程中，施工人员应结合矿区地质条件，合理选用掘进和支护技术，以免矿区发生安全事故，保证采煤施工顺利开展，增加煤矿企业经济效益，进一步促进煤矿业稳步、健康发展。

参考文献

[1]刘树伟.复杂地质条件下煤矿采煤掘进和支护技术[J].能源与节能,2023,(03):146-148.

[2]侯永.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进与支护技术[J].内蒙古煤炭经济,2023,(04):187-189.

[3]李恒周.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护质量研究[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(02):108-110.