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复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用探究

作者:未知

  摘 要:随着科学技术水平的不断提升,煤矿开采力度也逐渐增加,开采深度不断增大,以致煤矿开采条件变得更为复杂。为了获得预期的开采效果,企业应采用煤矿掘进支护技术,本文便在此基础上分析了煤矿掘进支护技术的关键,并指出了其在工程案例中的实际应用,以期为此后的煤矿巷道掘进工作提供更多借鉴依据。
  关键词:复杂地质条件;煤矿;掘进支护技术;应用
  1 煤矿掘进支护技术应用关键
  一是技术人员应综合考虑多种开采因素选择综掘机类型,比如适应强度、运行效率、紧凑程度、截割功率以及配件供应等。二是应优先选择耐磨度较高的综掘机截齿,提升截割速度。当岩石硬度大于截齿耐磨度时,企业应考虑采用爆破方法,且期间做好综掘机的保护工作,降低对设备的损害。三是应选择液态系统的综掘机,运行期间注意液态系统的稳定性,提升掘进工作的可靠性。四是煤矿掘进期间应不断更新相关技术,尽量实现零爆破的工作效率。五是煤矿企业应做好综掘机的管理工作,完善施工机制,建立科学合理的管理体系,提升煤矿的开采效率。
  2 工程概况
  2.1 整体情况
  本工程采区内的煤层均可开采,3#煤层厚度在1.3至5.7m,平均厚度约为3.5m。且整体由东向西逐渐增厚,变异系数为28.6%,属于稳定煤层。8#煤层厚度范围为1.7至5.6m,平均厚度约为4.1m。煤层由东南向西北逐渐增厚,结构复杂,属于全区最厚的可采煤层,变异系数为28.6%,属于稳定煤层。具体情况见下表1所示。
  2.2 地质构造情况
  一是断层,其呈波浪式、倾斜状的不对称构造,区内断裂发育为三个地带,区内存在较多断层,大部分为正断层。通过调查发现,生产中存在91条落差大于3m的正断层,严重制约了矿井的正常生产。二是陷落柱,煤系基底岩溶经过长期溶蚀使得地层沿地下岩溶塌陷,形成了柱状陷落。目前为止,采掘期间已经发现58个陷落柱。
  3 煤矿安全开采的影響因素
  通过分析煤层的地质条件可以发现,其地质工作面较为复杂,开采期间存在较多的危险因素,为了提升开采效率,技术人员应深入分析,制定完善可行的掘进方案,确保开采的安全性。实践分析可知,此煤矿开采的影响因素包括以下几个方面,一是开采深度不断加深,周围的地质结构愈加复杂,巷道围岩坚固度较低,企业需要增大支护强度,以免围岩发生破碎问题,增强开采的安全性。二是开采期间发现了工作面断层结构,增大了开采期间出现裂缝的几率与顶板压力。对此,实际开采期间,技术人员应重点分析相关的影响因素,制定合理的开采方案,确保煤矿的安全高效开采。
  4 煤矿掘进支护技术的实际应用
  4.1 矿井地质构造准备
  技术人员利用钻探、巷探以及瑞利波物探等方法查明工作面的地质构造情况,结合工作周边以及邻近巷道的构造情况与资料,采用合理的安全技术措施,做好地质构造前的超前预测工作。且前期技术人员应准备好工字钢、破板以及圆木等支护材料。
  4.2 过断层
  3#煤层断层及前后5m范围内采用棚锚联合支护方法,且巷道顶板采用锚杆、锚索、钢带以及钢筋网的全锚支护方案,两帮采用螺纹锚杆与菱形金属网的联合支护方法,在两条钢带之间布置锚索。架棚支护采用工字钢,其梁长度为4m。8#煤层过断层顶板采用全锚支护方案,巷道采用锚杆、锚索以及金属网的全锚支护措施。且顶锚采用矩形布置方式,顶锚杆采用型号为d20 mm×L2000 mm的螺纹锚杆,配合d6mm钢筋网,间排距为1000mm×1000mm,并挂金属网,之后根据实际开采情况表对断层上下盘打注锚索。
  4.3 过陷落柱
  3#煤层陷落柱岩性坚硬,无溶洞,可以采用全锚支护方案,顶板采用型号为d20mm×2000 mm的螺纹锚杆、“W”型钢带以及钢筋网支护,打锚索加强支护,两条钢带打锚索,间排布置2根。8#煤层陷落柱坚硬,采用锚网联合支护方法,顶板采用d20mm×2000mm螺纹锚杆与金属网矩形布置,间距1000mm打注5根锚杆。
  4.4 过构造案例
  施工期间发现运输巷道内存在断层,顶板不平整,为落差为6.5m的正断层。 之后技术人员进行前期的准备工作,根据地质情况编制过断层的安全技术措施,采用锚网联合支护措施,进行严格施工。过断层期间顶板采用锚网与W钢带的联合支护方案,锚杆间排距缩小为1.0m x1.0m,锚索间排距缩小为2.0mx2.0m,施工期间遇到顶板破碎问题时应增加金属棚进行加强支护。
  5 结束语
  地质结构复杂的煤矿在开采期间应选择合理的掘进方式,煤矿掘进支护工作包含较多的流程,技术人员应根据煤矿的实际开采情况选择合理的支护方式,以便在提升开采效率的基础上降低事故的发生几率,切实全面提升煤矿生产的安全性,充分保障开采人员的人身安全。
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