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复杂地质条件下煤矿开采掘进支护技术研究刘祥远

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：刘祥远

[导读] 摘要：社会的发展，人们生活质量的提升，国家对各项资源开采提出更高需求，对资源依赖性也与日俱增。

        黑龙江省黑河市应急管理局黑龙江黑河 164300
        摘要：社会的发展，人们生活质量的提升，国家对各项资源开采提出更高需求，对资源依赖性也与日俱增。然而，煤矿作为不可再生资源，随着开采越发深入，开采难度也逐渐增大，一旦出现问题，极易威胁采掘人员人身安全。如何在复杂地质将煤矿安全采掘出来，成为煤矿企业发展重点。对此，探讨了复杂地质环境下煤矿采煤掘进支护技术及其应用，以期保障煤矿开采效率与安全性。
        关键词：复杂地质；煤矿采掘；支护技术；应用
        引言
        煤炭企业，尤其是采煤工作，是事故高发、危险性高的行业，在煤矿事故中除了瓦斯爆炸，以煤矿坍塌事故为最常见的煤矿事故。之所以会出现煤矿坍塌，主要是在掘进过程中，随着开采的不断推进，支护工作跟不上工程进度，就有可能出现巷道塌陷，不仅制约了工程进度，更是对工作人员的生命安全造成了极大的威胁，不仅危害企业的效益，还会影响企业的正常运行和长期发展。
        一、煤矿掘进支护概述
        煤矿巷道的安全性主要依赖于掘进支护工作的持续跟进，因为随着煤炭的不断开采，煤炭量减少，地下的空间越来越大，对支护工作的要求也会越来越高，如何保证支护工作持续满足工程进度的实时要求，是煤炭企业面临的重要问题。需要通过发展支护技术提高巷道的安全保障，只有煤矿巷道的安全达到保障，采煤工程的开展才能有序展开。巷道支护工作位于巷井底部，除了起到帮助通风、排水和一定的运输传递的作用，还是煤矿巷道挖掘工作中的重要工作之一。实际工程中，我国还存在对煤矿企业的支护资金投入不到位的现象，因此许多企业存在支护技术落后、支护设备老化的现象，这些都是我国煤炭企业的支护工作中的不足之处。
        二、煤矿开采工作中遇到的不利影响因素及现状问题分析
        1.开采过程中存在着极大的安全隐患
        受到气候环境等多种因素的影响，煤矿的开采工作基本上都是处于较为复杂的艰巨的环境中进行的，而且受到煤矿开展工作的影响极易损害当地的地质条件与结构，使得施工现场存在着极多的安全隐患，而且在开采过程中，受到地质结构的影响开采所建设的巷道极为容易坍塌，破碎危害工人的人身安全。除此之外，受到降水的影响使得煤矿的顶层与底板十分容易受到雨水的冲刷而出现软化的问题，导致开采工人在施工过程中的掘进支护技术应用更加难以良好的完成，并且还给工人的安全带来极大的风险隐患。除了上述之外，煤矿的围岩结构也是直接影响到煤矿开采工作安全进行的一个重要因素，并且煤矿断层与构造发育也增添了开采难度，在煤矿开采工作中，巷道也会受到多种因素的影响出现裂缝或者顶板压力增大的问题，威胁到开采人员的人身安全以及开采工作的效率与质量。
        2.薄煤层开采具有极高的开采难度与风险
        薄煤层是煤矿开采区中极为常见的一种要求极为严格，且开采难度极大的开采情况必然需要煤矿企业做好防护措施，在这里煤矿的开采工作中，必须要由专业的煤炭开采人员按照煤矿开采的严格规定进行工作，并且要对支护设备的应用极为熟练才能确保煤矿开采工作中不会因为技术问题，而导致一些安全风险事故的出现，在开采员工进行工作时，要做好安全防护措施尽量避免安全事故的发生和不利问题的出现。一般情况下煤矿开采工作中，存在的支护结构大多是承载力较弱的开放式的结构存在着一定的风险问题，如果巷道的顶板压力超出薄煤层的承载能力的话，就很可能会出现安全事故问题，不仅危害作业人员的安全还会影响到煤矿开采工作的顺利进行。

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        3.地质条件与结构受到破坏
        在煤矿开采工作中，存在的首要不利影响问题便是受到了当地地质环境条件的限制，而且通常情况下，煤矿开采深度的拓展与强度的增加，都会给当地的生态环境与地质结构造成极大的破坏不利于当地生态的自然修复，而且还会促使煤矿顶层底板岩性出现变化，更是增强了煤炭开采环境的复杂性，增大的开采难度系数，围岩应力的提升也使得煤矿开采工作更加复杂，需要开采人员更加认真负责。
        三、复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用
        1.合理选择机械设备
        煤矿开采的工作实际上就是对机械设备的合理调用和分配的工作，随着机械化和自动化技术的广泛应用，如何根据开采的深度、技术要求等实际情况，选择好、应用好机械设备，发挥其在掘进和支护方面的重要作用。首先，对于普掘机和综掘机的选择，应当根据工作巷道的实际情况来选择。当工作巷道的长度低于300米时，使用普掘机即可满足生产需求，当巷道长度大于300米时，需要选择综合挖掘机。合理安排不同挖掘机的工作时间和工作量，有利于大大减少开工前的准备工作，提高工作的效率。其中，使用综掘机时，主要需要考虑根据断面、机器设备的维修量，科学、合理地选择适应开采实际需求的综掘机。其次，关注对掘进机截齿的合理选择，掘进机的截齿在保障煤矿开采效率和安全性时有着十分重要的作用。尤其要注意对截齿的耐磨程度的检查，耐磨程度关系到截齿的适应性，关系到开展工作时的工作效率和工作状态。掘进机截齿需要有很高的强度，强度高不仅能提高整个工程的效率，还能减少截齿的损耗，与此同时降低了煤矿的实际生产成本。不可避免的，当工程中出现综掘机解决不了的问题时，就需要借助其它机械设备和其它方法的帮助。如在必要的时候需要进行爆破，化解一些困难的问题，并实现设备质量、运行状态、工作面安全性的有效保障。
        2.完善支护体系，确定临界点
        在复杂地质条件下开展煤矿掘进和支护工作，需要很大程度的参考煤矿的实际情况，综合考虑施工工艺和设备运行状况等众多因素，形成一个整体的评判，进而用以指导支护体系的建设和完善。首先，要建设和完善支护体系，需要通过加强机械设备管理来实现。液压掘进设备是保障掘进工作持续性的必要工具，与液压掘进设备相结合，建立边坡支护有利于有效实现支护作用。综掘机对于采煤掘进支护的意义就在于通过机载液压锁等多重支护技术的帮助，实现设备系统的稳定性。结合闭锁装置，能实现劳动强度和工作量的减少，有效保证掘进工作的安全可靠运行。其次，通过计算确定支护临界点，依赖于建立了有效的、完善的支护体系，通过对掘进实际情况和操作水平的相关信息采集和计算，可以得出支护临界点。在此基础上，对掘进机械的合理选择，充分应用各种分配方式和施工工艺，支护体系会得到进一步的优化。
        3.破除不坚固顶板岩层
        在煤矿掘进时，若顶板围岩并不兼顾，应通过直接性破顶法将不坚固顶板围岩破除。具体来讲，支护模式主要是指利用掘进机直接冲击断层顶板，针对牢固性差的位置，可直接将其破除，剩余稳定性强的围岩。若条件允许，可借助锚索网实现。对于整体性顶板围岩，应将其限制于硬度系数5以下、落差限度2m内。若遭遇特殊情况，顶板围岩缺乏必要韧性，将迅速破碎。对此，应使用更加坚固的支护方式。
        结束语
        总而言之，即使我国大力主张使用新能源，煤炭能源仍然是我国不可缺少的能源之一。然而，随着煤矿的不断开采，煤矿地质条件越发复杂，开采难度增大，安全性受到严重影响。对此，为有效保障煤矿安全展开，应积极落实支护技术，提高煤矿巷道安全与稳定，保障煤矿采掘有序进行。
        参考文献：
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        [2]闫强.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用分析[J].石化技术，2020，27（2）：322-323.
        [3]王亚荣.复杂地质煤矿采煤掘进支护技术运用[J].科学与财富，2018，（20）：274.