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煤矿掘进支护技术在复杂地质条件下的应用牛志龙

发表时间：2020/12/29 来源：《基层建设》2020年第24期作者：牛志龙

[导读] 摘要：我国是世界上地域面积前三的国家，地大物博。

        甘肃省靖远煤业集团公司安全监察局甘肃省白银市 730913
        摘要：我国是世界上地域面积前三的国家，地大物博。随着社会的不断发展，各领域对于资源的需求量也越来越大，因而相关的资源开发企业也需要加大对资源的采挖力度与规模。我国地貌地势复杂，因而在进行煤矿掘进的过程中往往会因外界或内部因素的影响而导致无法顺利进行，不仅对煤矿企业的经济效益造成影响，还会对我国社会发展起到极大的阻碍作用。正因如此，本文以煤矿挖掘工程为例，提出在复杂地质条件下如何合理应用煤矿掘进支护技术。
        关键词：煤矿掘进；支护技术；复杂地质条件；技术应用
        通常情况下，企业在进行煤矿掘进的过程中往往需要采用井下开采的方法，也就是地表下作业，整个工作环境相对恶劣。在进行煤矿掘进时，企业需要通过相关的地下运输通道来对所开采出的煤矿资源运送到地表上，以此来方便对煤矿资源进行加工或处理。但是，一旦煤矿掘进工作的开采区域地质相对复杂，无论是在煤矿掘进阶段还是煤矿运输阶段都会对企业的施工进展造成极大的影响。巷道是整个煤矿掘进中不可缺少的重要组成部分，企业想要确保煤矿掘进工作能够顺利进行，就要想办法提升巷道本身的安全性与固定性，也就是所谓的支护工作，企业所掌握的支护技术决定了煤矿掘进工作的整体效率，对企业的经济效益发展也会起到极为重要的影响。
        1.白银市的地质条件
        甘肃省白银市有着极为丰富的煤矿资源，因而得到了众多煤矿企业的青睐。通过对实际情况的观察与勘探不难发现，整个白银市的地质条件相对复杂，地下水流动方向不定，对于煤矿的挖掘工作有着极高的压力。煤矿资源所在的区域其地表下压力十分巨大，导致土层间存在着极高的稳定性，企业很难对其进行较为快速的挖掘。不仅如此，白银市地表下土层及岩石层存在着众多断层，导致矿区附近的地质条件极为恶劣，很难对煤矿资源进行合理的贮存工作。
        2.煤矿掘进过程中在复杂地质条件下的应用难点
        2.1地质结构问题
        在复杂地质条件下，地表下各煤矿物质所受到的应力会处于一种相对不稳定的状态，而煤矿掘进工作的出现会打破原本处于地表下的应力平衡状态，对本身稳定性较差的地质结构造成不同程度的破坏现象。企业在进行煤矿掘进工作的施工周期越长，为了确保煤矿资源的生产总量，挖掘的深度也会随之增加，巷道周边的地质环境稳定性便会出现大面积下滑[1]。而企业想要完全避免对掘进区域地质结构的稳定性造成影响是不切合实际的，因而需要在进行掘进施工过程中对周边围岩进行应力方面的更改，以此来完成对顶板岩性的完善与强化。
        2.2前掘后修容易产生问题。
        一般来说，企业会将整个煤矿掘进过程分为前后两端，而企业为了满足相关企业的煤矿资源需要量，缩短前后期的缓冲时间，导致无法在完成前端施工后对顶板进行及时的修理与维护，导致后期掘进工作无法正常运行。这是由于企业在复杂地质条件下进行煤矿掘进工作时并没有遵循相应的前掘后修要求而导致的。举个例子，当企业在进行煤矿掘进过程中刚好处于松软的土层处，在这种土质下开发出的运输巷道其本身的稳定性得不到有效保证，而且在进行施工过程中还会因土质问题而导致工作无法顺利开展。不仅如此，由于长时间的开挖或者使用，巷道的顶板部分以及底部都会因围岩应力的改变而出现收缩现象，收缩程度与维修工作成反比，会导致巷道的变形速度加快，对施工人员的生命健康安全也会造成极大的威胁。
        2.3对掘进支护技术提出较高要求。
        由于煤矿掘进工作是在地下环境中进行施工，工作环境相对复杂且危险，巷道的质量关系到施工人员的生命健康安全，因而对掘进支护技术提出了较高的要求。企业在进行煤矿掘进巷道的支护工作过程中，要以确保施工人员的生命安全为前提，结合当前所在区域的土质问题与现状来对巷道上围岩支护部分进行相应的设计[2]。

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随着我国科学技术的不断发展，煤矿企业所使用的传统支护技术早已无法满足当前煤矿掘进工作需要，与其相关的支护设备也相对落后，进而对煤矿掘进工作造成了极为严重的影响。正因如此，企业想要确保施工人员的生命健康安全不受影响，就要引进较为先进的煤矿掘进支护技术，并依照当前市场需要选择符合采掘规模的支护设备，以此来提高整个地下巷道的安全性与稳定性。
        3.煤矿掘进支护技术在复杂地质条件下的应用方法
        3.1确定临界点
        当煤矿掘进区域的地质条件相对复杂时，企业先要对支护的临界点进行确定。通常情况下，企业需要将周边地质情况以及对煤矿掘进工作造成极大影响的因素加以考虑，并以此为基础设立具备合理性与规范性的支护体系，详细情况如下：
        （1）企业需要根据煤矿掘进的具体规模以及所用的设备与技术来完成支护体系的建立，并由此得到有关支护临界点的信息数据。在煤矿掘进过程中，如果采挖的预计长度不高于三百米，企业便可以采用正常的掘进机来进行煤矿掘进工作，这样不仅会提升整个采矿工作的效率，还能有效降低企业的成本支出。
        （2）一旦煤矿掘进工作的预期长度远超三百米时，便不能再用普通掘进机，而是应当使用综合性较强的综掘机，并以此为基础对当前所用的支护系统进行不同程度的优化处理。不仅如此，由于地下巷道的稳定性很难进行有效固定，因而在进行设备选择过程中应当选择符合当前施工需要的，既不能选择重量较高的设备，也不能选择效率较低的设备，以此才能全面提升煤矿掘进工作的整体效率。
        3.2完善支护体系
        随着我国科学水平的不断发展，传统的支护体系已然无法满足当前社会发展需要，因而企业想要从根本上提升自身的经济发展以及工作效率，就要对支护体系进行相应的完善工作。在这一过程中，企业需要根据周边土质以及顶板围岩压力与稳定性选择相应的掘进设备，而液压掘进设备则是煤矿企业最常用的，能够在进行日常煤矿掘进时以边坡支护的工作模式来完成一系列的支护工作，通过该设备的运行，不仅能确保巷道的围岩压力相对均匀，还能确保施工人员的生命健康安全不会因巷道稳定性问题而受到不利威胁。此外，当掘进规模较大，巷道较长时，企业需要采用综掘机来进行支护工作，与普通掘进机不同，尽管综掘机的费用相对较高，但它的存在既能减轻施工人员在进行支护工作时所要承担的工作任务量，还能极大程度上提升整个巷道的安全性与稳定性。
        3.3加强施工管理
        加强施工管理是煤矿掘进支护技术在复杂地质条件下的重要措施，企业需要对施工人员进行相关的培训，确保员工能够熟知在煤矿掘进过程中综掘机的工作原理以及相关的问题处理办法，并以此来设计较为合理的施工方案。此外，企业还要对管理人员的专业素养进行培训，以此来提高整个企业的管理水平，从而提升煤矿掘进工作的整体效率。在进行采矿过程中，相关人员需要对地质变化进行详细记录，并在发现问题时及时向上级进行反馈，避免因环境的影响而导致煤矿掘进工作无法顺利进行，而企业也可以根据当前施工人员所记录的情况进行系统性的计算与分析。不仅如此，管理人员还要对综掘机的运行情况进行严格管理，并对现场的实际情况进行真实记录，不仅能确保煤矿施工人员的生命健康安全不会受到威胁，还能有效提高煤矿掘进效率，进而促进企业的经济效益。
        4结语
        煤矿掘进工作是我国社会发展不可缺少的重要组成部分，当掘进工作处于复杂地质条件时，则需要企业对围岩进行支护工作，以此来确保施工人员的生命健康安全不会受到影响。
        参考文献：
        [1]沈大军，于新阁，马飞.煤矿掘进支护技术在复杂地质条件下的应用分析[J].中外企业家，2019（27）.
        [2]李海军，杨小春.煤矿掘进支护技术在复杂地质条件下的应用分析[J].工程技术：文摘版：00022-00022.
        【作者简介】牛志龙（1975~），男，甘肃白银人，汉族，本科，中级工程师，从事煤矿采煤、掘进，安全检查研究。