孙本财
富源县能源局老厂能源分局 云南 富源 655506
摘要：近些年，我国对煤炭能源的需求越来越大，煤炭开采量也随之急剧上升，为了保证采煤环节安全可靠，应当全面提升开采技术水平。在实际开采时，掘进支护技术尤为关键，其对煤矿开采质量与效率有一定影响。因此，本文针对复杂地质条件下，煤矿采煤掘进支护技术展开了深入分析探讨，以供参考。
关键词：复杂地质；煤矿；采煤；掘进支护技术
引言
我国的煤炭开采量以及耗费量均比较高，因此煤矿开采安全方面的技术引起了政府与人民的高度重视。煤矿开采工作的进行离不开安全技术的保护，只有对掘进支护技术进行有效应用，方能为煤炭开采提供强有力保障。众所周知，我国煤炭行业时常发生各种安全事故，而最主要的原因技术煤炭开采环境的地质条件极为复杂，这对开采工作的顺利进行有很大影响。开采人员挖掘巷道的用途是通风换气、为煤矿有序运输创造便利。因此，对复杂地质条件下煤矿采煤掘进支护技术进行分析十分必要。
一、复杂地质条件下煤矿采煤掘进中存在的问题
煤矿类型有两种，即露天煤矿与井工煤矿，其中前者的煤层与地面间距较短，可直接剥离地表予以开采；后者与地面间距较大，必须要进入地下开凿矿井掘道采掘煤炭。我国大多数煤矿种类都是井工煤矿，都需要进到地下予以开采，这导致煤炭施工现场环境复杂，尤其是地质结构，为煤炭开采工作产生了较大阻碍。当前在复杂地质条件下开采煤炭掘进环节，具体有以下几个问题：
（一）地质结构出现变化
煤矿开采的顺序通常是从浅至深，施工难度也随之越来越高。而且在实际开采过程中，矿井极易受地下水系的感染，发生突水问题，这主要是因为矿井的地质条件较为恶劣。所谓“突水”，是指大量地下水猛然进入井巷[1]。而且，随着煤矿的不断开采，煤炭的产出量也越来越多，而采空区也在逐渐增加，煤矿围岩的压力出现变更，这大大增加了坍塌事故的发生率，也提高了煤矿开采的难度。
（二）极易诱发支护结构变形移位
面对地质条件十分复杂的煤矿项目，在挖掘巷道环节，巷道原有围岩应力会发生一定改变，而巷道围岩也会出现变形，从而致使巷道顶板产生沉降现象。一旦巷道支护体系不能为巷道掘进操作提供有效支撑，比如支护体系发生移位形变等问题，那么就会发生安全事故。
（三）煤矿掘进支护技术陈旧落后
与发达国家相比，我国煤矿支护技术水平还尚未健全，仅靠现存的煤矿采掘支护技术太过单薄，无法充分满足煤矿开采中的个性化需求。在开采煤矿环节，极易发生支护承载性能差的问题，致使顶板出现冒落，巷道倒塌。支护技术不完善、太过陈旧落后对我国采掘技术未来的发展有较大不利影响。
二、复杂地质条件下煤矿采煤掘进支护技术
（一）直接破顶法
煤矿工程施工现场环境通常都十分恶劣，极易遇到断层破碎地带等不良地质，特别是煤层地质松软层，对工作人员的开采工作带来了较大阻碍。而直接破顶法支护模式适合应用在断层破碎带区域，该支护模式的做法为应用掘进机设备，直接破除顶部松软层土壤，只留下坚硬的顶板岩石，再对其开启锚网索支护。要格外注意的是，如果顶板岩石落差数值未超过2米，岩石硬度参数为5级之上，那么是没有办法进行支护的，很容易出现岩板碎裂问题。并且，若是遇到坡度偏大的状况，也能够应用直接破顶法，以此减小掘进工程的施工难度与复杂度。
（二）锚杆临时支护加U型钢架法
在煤矿掘进工程中遇到断层地质，会加大塌陷、碎裂的可能性[2]。
对此，可采用锚杆临时支护加U型钢架法，该方式适用于岩石较为坚固且断层落差偏大的地区，其主要是通过U型钢架结构对巷道展开防护，并将临时锚杆支护与超前支护进行有机结合。但是在实际操作过程中，对以下几点要仔细对待：①将所有锚杆角度调整至＞45°，只有如此，该技术才能将自身用途、优势得以充分发挥；②对预紧力予以有效应用，提升围岩构造的坚固程度，也能够最大程度防止煤矿掘进工程发生顶板碎裂现象；③对巷道断面轮廓、稳定度展开充分全面的考虑。
（三）喷射混凝土支护技术
该技术的应用，可显著提升巷道的综合稳定性与安全性，从而降低安全事故发生率。根据喷射模式不同，超高强喷射混凝土支护技术可分为两种，一种是干式喷射技术，一种是水泥裹砂喷射技术。其中前者的主要操作设备是喷砂机，先将水泥、混凝土、速凝剂以及水等材料予以充分融合搅拌，之后运转喷砂机，使其对准采煤掘进巷道的围岩墙体，喷射混凝土拌合物，通过此来加固围岩结构。而水泥裹砂喷射技术的原材料为砂粒与水泥，将两者搅拌，直至砂粒被水泥全部包裹住，最后再通过泵对周围空气进行压缩，对准煤矿掘进巷道的围岩外壁，将水泥裹砂拌合物喷射到其表面，能够大大加强巷道围岩的承载性能。除此之外，相关技术人员在正式施工之前，应当对煤矿开采现场进行实地勘察，记录地质条件、围岩种类、采掘程序等内容，并对该支护技术的成本予以精准计算，然后将这些当做重要参考数据，设计科学合理的施工方案，为超高强喷射混凝土支护技术的有序实施提供有力保障。
（四）超前支护技术
在挖掘巷道环节，遇到断裂带不良地质，极易导致顶板碎裂从而发生冒顶事故，这不仅会对煤矿工作人员的生命安全带来很大威胁，也会导致煤矿企业产生不必要的经济损失、要想切实保障采掘工作面的安全性，应当选取超前支护结构，即将拱形钢支架安装在掘进面上，同时对钢支架左右两侧钻锚杆孔洞，主要孔深要控制在2米左右，每个孔洞之间的距离也要设置为2米，然后使用锚杆驱动器，在孔洞内部装置Φ43毫米、长1.8米的管缝式锚杆，其中锚杆末端应当留出20毫米便于与拱形钢支架予以焊接，那么锚杆支护会跟棚梁相连，并固定在锚固岩层中，而锚杆会对顶板进行支撑、管控，以免顶板产生大幅度变形问题，进而导致漏顶[3]。待锚杆锚固完成，再采取光面爆破法予以掘进，其光面炮眼之间的距离通常是炮眼直径的10-20倍，爆破完毕后，将混凝土拌合物对顶板进行喷射，以作加固。
（五）矿用支护型钢的使用方法
由于开采煤矿的环境比较恶劣，稍有疏忽就会发生安全事故，从而工作人员的生命健康带来极大隐患，所以，煤矿掘进支护施工人员应当对支护型钢的抗拉能力、抗压能力以及剪切能力展开全面深入的管理与控制，保证支护型钢的各大性能均符合施工设计标准需求，方可展开支护型钢巷道支护技术，对最终的支护质量也有很大提升。另外，掘进工作人员要重点关注支护型钢承担负荷的性能。并适时对其承载性能予以调整，为巷道顶板的承重性能奠定坚实基础。
（六）可缩性支架支护方式
可伸缩支架有两个小节，都能够伸缩自如，正因如此，当前煤矿开采工作中一些范围较小的巷道支护项目中对该方式进行了广泛应用。可缩性支架支护方式最为突出的优势就是载荷能力强、承压能力强，且支护质量极佳。所以该支护技术在采煤掘进工作中极为常见。
结束语
综上所述，虽然近些年我国煤矿行业的发展十分迅速，但是在实际开采过程中，由于地质构造复杂，为开采团队带来了较大的阻碍与影响，也存在着一定安全隐患。对此，可根据现场环境的实际情况，实施科学合理的支护技术，对巷道的安全稳定提供有力保障，也能够有效提升煤矿开采效率。
参考文献
[1]李海涛. 复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术应用研究[J]. 石化技术,2020,27(09):219+229.
[2]王英豪. 复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用分析[J]. 石化技术,2020,27(07):47+41.
[3]王楠. 复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术[J]. 当代化工研究,2020,(12):64-65.