晁福海
山东丰源远航煤业有限公司北徐楼煤矿，山东 枣庄 277500
摘要：煤矿掘进支护是采矿中非常重要的工作，必须保证煤矿掘进支护的质量，才能保护施工人员的安全。随着我国煤矿开采规模的扩大，开采人员将会遇到更多复杂地质条件的矿井，极大提高了煤矿掘进支护的难度，容易出现煤矿掘进和修复难、巷道断面处理难、掘进支护不到位、废弃岩石和煤渣处理难的问题。为此要综合应用掘支锚连续掘进支护技术、后退卧底支护技术、U型钢强化支护技术、直接割顶支护技术、充填开采技术，以保证掘进支护的安全性和可靠性，为采矿人员营造安全的开采工作环境。
关键词：复杂地质条件；煤矿；掘进支护技术
在煤炭产业科学化发展的背景下，深层矿井的煤炭开采工作越来越多，开采要求也更高，所以需要详细分析煤矿地质构造，科学进行掘进作业，才能保证煤炭开采的安全性，避免危险事故的发生。尤其是复杂地质体条件的煤矿开采，应选用针对性强的掘进支护技术，例如锚杆支护法、永久破顶支护法、巷帮支护法，构成综合掘进系统以及配套支护体系，从而形成坚固的巷道断面，让围岩稳定，才能更好地保护煤矿开采人员的生命健康和安全。
1 复杂地质情况中煤矿掘进存在的典型问题
1.1 煤矿掘进和修复的问题
复杂地质情况下进行煤矿开采，煤矿的地层结构更复杂，开采深度更深，地应力也会逐渐增加，进而容易出现矿井围岩和顶板的损坏，煤炭开采变得不安全。在开采过程中，断层岩石的结构并不够稳定，突出存在着松动爆破、顶板压力的问题，直接影响到掘进安全性[1]。所以，煤矿的掘进过程中，巷道围岩、煤岩顶板的支护更稳固，是下一步掘进的要点。如果煤层掉落、围岩破碎，却不能及时支护和修复，就会出现地层岩石和巷道顶部煤岩变形或冒落，直接增加掘进工作量，开采的效率降低。
1.2 巷道断面的问题
矿井的巷道围岩所承受的地压力大小和压力方向，受到巷道断面形状和宽度的影响，所以要科学确定巷道断面的形状，应从具体情况出发，选择圆形、拱形、梯形、矩形或者椭圆形[2]。掘进煤矿巷道之中，可以选择矩形的巷道断面，此种形状断面的宽度限值是40m，才可以保证支护强度，也能确保煤矿巷道断面的安全性，提高煤矿开采效率，可应用大型的机械设备进行采矿的施工。
1.3 掘进支护不到位的问题
煤矿井下掘进支护施工中，施工人员面对着非常艰苦的环境，掘进工作面的工作量非常大，通风不良，煤尘非常大，这容易降低施工人员的积极性，从而出现掘进支护不到位的问题。施工人员可能会在施工过程中对工作量进行打折，赋予施工面的预紧力不充足，锚杆深度也不到位，应当挂上金属网却没能挂到位等等，直接影响到掘进支护的质量，出现安全问题的概率非常高。
1.4 废弃岩石和煤渣处理问题
在煤炭资源开采的同时，产生了大量的矸石，不仅占用土地，减少耕地占用面积，造成土地资源的浪费，且有时还会产生有害气体，从而引发地下水、地表水的污染与破坏，对矿区环境造成了严重的污染。煤炭资源开采还需要不断挖掘山体岩层和地下岩层，从而产生大量的废弃岩石、废渣，开采后会留下大量尾矿，此时，针对其的处理并不是非常容易。
2 复杂地质条件下煤矿掘进支护的技术要点
2.1 掘支锚的连续平行作业
煤矿掘进支护遇到复杂地质情况，可以选用掘支锚的支护技术，可明显提高支护的效果。掘支锚连续平行作业的关键点：钻探、掘进、临时支护；针对掘进面设置锚杆，在掘进面后方设置锚网索。总结以往实践经验，应以“掘三锚三”方式进行，可形成更好支护效果。
（1）开始超前的钻探，合理调整勘探钻机角度，将掘进钻探一体机中行走部位和截割部位进行关闭，之后启动超前勘探钻机开始打孔，合理设定超前钻探的技术参数，打孔完毕后，收回钻机并闭锁[3]。
（2）掘进割煤
启动除尘器，以掘进钻探一体机进行落煤和破煤，此时煤炭则能经由掘进钻探一体机的后部位溜口传送出来，使用运煤锚杆机组，转移至料斗之中，接着把煤炭运送到了输送机上。此进程中，运送煤的锚杆机组可以将掘进后巷道实施永久性支护。
（3）临时支护
割煤之后，闭锁掘进机，启动端头支架乳化液泵站，以掘进装备快速地集中控制面板，安装互帮装置。
（4）永久性支护
当掘进支护的装置安装成型之后，掘进工作面上搭建作业平台，让掘进支护锚杆钻机进入到工作面，实施永久性支护，等待工作面满足围岩支护要求，可以将锚杆钻探设备撤离。并且以运煤锚杆实施永久性的支护，才能保证支护的有效性。
2.2 后退卧底支护技术
煤矿巷道掘进的时候，遇见断层情况，则有一定支护难度，尤其同时存在其他复杂地质情况，则会加剧断层程度。为此，支护应从断层落差距离的角度考虑，如果小于2.5米，并且巷道顶板情况良好，应运用锚网索支护技术，加强巷道支护强度，提高围岩强队。此时，掘进机要能同支护位置保持15米左右的距离，以此来确保巷道支护进行中施工人员的安全。而如果掘进的工作面真实坡度比较小，应使用后退式卧底支护技术进行，才能满足巷道支护设计标准[4]。
2.3 U型钢提高掘进面临时支护强度
复杂地质情况的煤矿掘进中，常见断层问题，如果断层落差比较大，那么断层区域内的围岩就会承受非常强的挤压和摩擦，岩性已经非常不完整，所以掘进的时候，必须运用临时支护技术加固巷道。为此，可选用U型钢配合锚杆支护的方法，支护效果非常明显。实际运用过程中，应当配合使用锚索、锚杆等一些临时性的支护工具，从而加固围岩。尤其是深部位的复杂条件下，围岩分层破坏非常明显，则不能运用单独一种支护方式，而应当综合使用多种支护方式，并使用U型钢进行加固，构成复合性的支护结构，进而保证掘进支护安全间。
2.4 直接割顶支护技术
此技术一般用在煤矿巷道断层面小于2m的高度落差，并存着断层结构下移、煤岩层顶板的强度较小的情况，利用掘进机以记忆截割技术进行，切割破碎煤矿岩石，然后针对岩石强度大的顶板进行支护。以直接割顶支护技术，进行巷道围岩断层支护，一般应在顶板围岩的强度超出5MPa的时候，尽量不出现断层岩石的破碎问题，才能提升巷道支护的安全性。在顶板围岩有脱落的时候，施工人员应该先清理松散围岩，然后之后稳定的围岩，可避免支护施工安全问题的发生。
2.5 充填开采技术
充填开采技术是实现煤炭资源绿色开采技术之一，可以减少废气、废水、废渣的排放量，同时也可以防止地表变形造成地面下陷。“采富保贫”是充填采矿技术的应用目的之一，将其应用到急倾斜矿体、缓倾斜矿体、分支复合矿体，或者其他结构复杂多变的矿体中，不仅可以减少对自然环境的损害，还可以提高矿品的质量和矿柱的回收率。通过对矸石山实施开采充填，可有效处理地面现存矸石和建筑垃圾，同时也实现了矿山固废的资源化利用。这种方法能有效节约土地、减轻地层受开采沉陷的影响、保护和治理水资源、预防矸石山自燃的发生等。
结语
综上所述，针对复杂地质条件的煤矿掘进和支护，必须综合多种掘进方法和支护技术，以提高掘进效率，保证支护稳定性，才能营造良好的煤炭开采环境，保护采矿人员的安全。
参考文献
[1]杨明明.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用[J].山西冶金,2021,44(01):175-176+180.
[2]秦伟.复杂地质条件下煤矿掘进支护技术分析[J].当代化工研究,2021(01):69-70.
[3]尹晋平.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术质量及其运用分析[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(24):195-197.
[4]张春雷.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析[J].工程建设与设计,2020(23):213-214.