复杂地质条件下大断面切眼支护技术研究
摘 要：伴随着科学技术的快速发展，我国煤矿开采的强度也逐渐增大，煤矿的开采范围及开采深度日趋增大，促使煤矿开采的地质条件变得越来越复杂。因此，复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用研究是当前研究的重点课题。本文在煤矿复杂地质工作面分析的基础上，对其影响因素及掘进技术进行了深入探究，以确保煤矿巷道掘进的顺利开展。
关键词：复杂地质条件；影响因素；掘进支护；研究分析
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.042
0 引言
煤炭是我国重要的基础能源和原材料，用于各个行业的工业生产和人们的日常需求。随着我国对煤炭资源需求的不断增加，煤矿开采范围及开采深度相继增大，开采的地质条件也越来越复杂。继而传统的掘进技术难以适应复杂的地质环境，无法满足煤矿企业的生产需求，导致煤矿生产效率大大降低。基于以上现状，我们应加大煤矿掘进支护技术的研究力度，结合煤矿的实际开采情况制定相应的对策，进而确保煤矿巷道掘进的安全性。
1 工程概况
煤矿5#煤层为复杂地质开采煤层，其地面表高为140～340米，工作面标高为-350～-420米，煤矿结构斜向北，倾斜角为（6°～12°）该煤层西部表现平缓，工作面中存在断层，且正断层和逆断层呈发育现象，具体特性如下表所示。
2 影响煤矿安全生产的因素分析
由煤层的地质条件可知，工作面为复杂地质构造带，在开采过程中存在一定危险性，通过对其影响因素深入分析，可以有效确保煤矿生产 的安全性，提高煤矿生产效率。经实践分析，影响煤矿安全生產的影响主要表现在一下几个方面：第一，由于开采深度增加，地质构造复杂导致巷道围岩不够坚固，倘若支撑强度不够大的话，将使得围岩发生破碎现象，进而影响煤矿的安全开采。第二，受雨季的影响，巷道内遭受雨水侵蚀的话，围岩将变得松软，进而使得煤矿开采支撑难度增大。第三，随着煤矿开采的不断推进，巷道围岩的强度逐渐降低，随之巷道的稳定性降低，进而对煤矿的开采产生一定安全隐患。第四，工作面中存在断层结构将直接影响岩层的结构性能，在煤矿开采过程中容易产生裂隙，进而使得顶板压力增大，减低了煤矿采集的安全系数。所以，在煤矿开采的过程中，煤矿开采技术人员要对其影响因素着重分析研究，以确保矿山的安全生产。
3 复杂地质条件下的掘进支护技术探究
在进行复杂地质条件下的煤矿开采中，开采的危险性远大于常规的煤矿采集作业，所以，加强对煤矿开采掘进支护技术的探究具有重要的意义。
3.1 合理选择综掘机与普通机的临界点位置
在煤矿开采过程中，应结合煤矿的实际开采情况确定好综掘机和普通机的临界点位置，进而才能更好地确定其支护技术形式。临界点的确定主要受制于巷道的长度影响，一般情况下，我们将300米设定为设备选择的临界点，当在开采300米范围以内的话，采用普通的掘进机，当在300米以外的情况下选择综掘机进行煤矿开采。所以，在进行复杂地质条件下的煤矿开采中，选取合理的临界点位置对实施掘进支护技术具有重要作用。
3.2 合理选择综掘机的设备型号
在复杂地质条件下的煤矿开采过程中，相关人员应当结合开采煤矿的实际情况选择相匹配的掘进机型号，来确保煤矿开采的安全顺利开展，及提高煤矿的生产效率。在进行综掘机型号的选择中，技术人员可以参照设备的结构、生产性能、截割强度及设备故障维修率等相关因素进行科学选择。此外，在煤矿采集过程中，如果使用临时支护的话，还应确保掘进技术的安全性。
3.3 合理管理配套设备
在煤矿采集过程中，与掘进机配套的相关设备应合理管理，以保证掘进机的正常稳定运行。如在使用皮带运输过程中，遇到大角度长距离的掘进时，可以通过角度连续拐弯的方式来有效降低皮带机的损耗情况，进而提高系统的工作效率。此外，我们还可以通过在皮带尾部加装自动卸料系统设备，进一步提升整个工作系统的安全稳定性和高效性。
4 支护技术应用分析
在复杂地质结构开采过程中，如果遇到断层结构将会严重影响各煤层间的连续性，极易发生围岩破碎和顶板坍塌事故，对煤矿的掘进开采工作构成严重的威胁。针对这一状况，技术人员应该加强对地质结构的分析研究，合理选择相应的支护措施，来保证煤矿开采的安全生产，其主要支护技术主要有以下几方面：
4.1 运用锚杆联合U型钢进行支护
当煤层处在相对复杂的环境中，通常情况下可采取锚杆支护，借助U型钢来布置坚固的临时性支护。通常情况下，复杂地质很有可能涉及到破碎或者塌陷的各种断层，因此埋下了潜在性的隐患与安全威胁。面对上述状况时，施工方有必要设置钢结构，以便于开展全方位的锚杆支护。除此以外，临时锚杆支护还具备超前固定的重要功能。通过运用全方位的锚杆支护，有助于创建稳定性以及可靠性更强的井下采煤环境。除了上述措施之外，对于截齿设备也要予以适当选择，截齿设备应当具备优良的耐磨度以及强度，以便于迅速适应井下恶劣的运转环境。
4.2 对于不坚固的顶板岩层进行破除处理
破除不坚固的顶板围岩，这种措施也可以称其为直接性的破顶法。具体来讲，上述支护模式指的是借助掘进机来直接冲击某些断层顶板，针对其中牢固性较差的位置进行直接破除。在此前提下，顶板围岩就仅仅剩下了稳定性较强的围岩部位。如果条件允许，应当能够借助锚索网来实现上述的处理。对于整体性的顶板围岩来讲，应当将其限制在5以下的硬度系数以及2米以内的落差限度内。遇到特殊状况时，顶板围岩如果欠缺必要的韧性，那么将会迅速破碎，针对此类岩层就要运用坚固度更强的支护方式。从现状来看，直接破顶法有助于增强整个支护的坚固程度。
4.3 运用退后卧底的支护措施
除了上述支护手段以外，针对锚杆支护还可以选择退后卧底的方法。一般来讲，退后卧底法更适合运用于上顶板或者坚韧性较好的岩层，这是因为此类岩层相对来讲是较为完整的。同时，施工方最好将其限制于2.5米以内的断层落差。借助围岩加固的手段来实现相应的支护处理，在必要时还可以借助退掘进机来辅助相应的操作。相比来看，运用退后卧底的的支护手段有助于增强整体性的围岩强度，确保现阶段的围岩支护符合特定的技术流程。煤矿掘进应当符合特定的技术指标，以便于保障整个围岩具备的稳定性。
5 结束语
经过综合分析可以得知，煤矿掘进支护包含了多样化的流程与步骤。受到复杂地质给煤矿掘进带来的影响，技术人员在选择支护方式以及开展其他操作时都要尤为谨慎。目前的状态下，煤矿掘进支护及其相关技术已经受到了更多煤炭企业的关注，与之相应的煤矿事故也将会因此而减少，此项举措有助于优化整体上的采煤效率。未来在实践中，煤矿企业还需要不断摸索，密切结合真实的地质环境来选择与之相适应的掘进支护方式，服务于煤矿整体安全性的全面提升。
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作者简介：国承龙 （1981-），男，山东淄博人，助理工程师，研究方向：煤矿掘进支护。endprint
