復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及運(yùn)用地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)

1、復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)及運(yùn)用 摘要本文主要從分析煤礦掘進(jìn)地區(qū)的地質(zhì)條件、選擇釆煤方法的基本原則、復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 關(guān)鍵詞復(fù)雜地質(zhì)煤礦掘進(jìn)一、前言我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，煤是我國(guó)主要的能源物質(zhì)，從古至今煤礦的開(kāi)采都十 分重視。復(fù)雜性地質(zhì)是我國(guó)的特點(diǎn)，復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦采煤掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)應(yīng) 用越來(lái)越廣泛。二、分析煤礦掘進(jìn)地區(qū)的地質(zhì)條件下面以一個(gè)典型的深部礦井、髙應(yīng)力的軟巖礦區(qū)為例來(lái)分析煤礦掘進(jìn)地區(qū) 的地質(zhì)條件。此煤礦掘進(jìn)區(qū)是有上百年歷史的煤礦老礦區(qū)，但是斷層多、礦井地 壓過(guò)大、煤層內(nèi)地質(zhì)賦存情況不穩(wěn)定，并且該區(qū)又有十分復(fù)雜的水文地質(zhì)條件。 因此此

2、礦區(qū)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中存在的困難主要有以下幾點(diǎn)：1.在礦井開(kāi)釆深度的不斷推進(jìn)的情況下，此礦區(qū)的煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)必然會(huì)遭 到破壞，各個(gè)煤層的頂板巖性會(huì)有比較明顯的變化，起拱圍巖的應(yīng)力明顯有升 高趨勢(shì)。2.開(kāi)采中容易出現(xiàn)前掘后修的問(wèn)題。此地K礦井的頂?shù)装搴兔簩臃浅Ｋ?軟，特別容易破碎，所以在進(jìn)行巷道掘進(jìn)過(guò)程中，難以成形,并且變形情況較為 嚴(yán)重。另外，巷道頂?shù)装逡约皟蓭统霈F(xiàn)了大程度的收縮，變形的速度會(huì)比較快， 如果掘進(jìn)中底板發(fā)生松軟，又易弓I起臥機(jī)。3.因?yàn)樵摰V區(qū)地質(zhì)條件構(gòu)造復(fù)雜，所以巷道的斷層和有大坡度的巷道也很多。4.此礦區(qū)的礦井中，薄煤層的煤礦儲(chǔ)量在總儲(chǔ)量中所占比例較大，所以在 薄煤層開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中

3、，主要以半煤巖巷或煤巷作為重點(diǎn)對(duì)象采用巷道回采掘 進(jìn)支護(hù)。另外，在進(jìn)行掘進(jìn)半煤巖巷時(shí)，對(duì)掘進(jìn)技術(shù)和掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備的要求很 高,因而確保半煤巖巷礦區(qū)安全是進(jìn)行煤礦正常開(kāi)釆的關(guān)鍵因素。5.因?yàn)槲覈?guó)長(zhǎng)期采用傳統(tǒng)的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù),不能完全與世界先進(jìn)的機(jī)械化 掘進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，所以在管理上一時(shí)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)水平，在技術(shù)應(yīng)用上也存在較 大的難度。6.此礦區(qū)的現(xiàn)有煤礦掘進(jìn)設(shè)備落導(dǎo)致該礦區(qū)掘進(jìn)能力弱，在半煤巖巷中 的巖石層中硬度系數(shù)超過(guò)6的巖石的情況下,礦井的截割速度會(huì)受到嚴(yán)重影響， 速度迅速慢下來(lái)，對(duì)設(shè)備本身的截齒以及截割頭等零件產(chǎn)生磨損的可能性增 加，掘進(jìn)設(shè)備會(huì)遭到損害。三、選擇采煤方法的基本原則在具體的礦山地質(zhì)條

4、件下，要正確地設(shè)計(jì)和選擇采煤方法，必須充分考慮 影響釆煤方法選擇的因素，并根據(jù)具體的礦山地質(zhì)條件、煤層賦存特征、設(shè)備供 應(yīng)條件(機(jī)械化水平)、技術(shù)管理水平以及地質(zhì)條件類(lèi)似的鄰近礦井成功的生產(chǎn) 經(jīng)驗(yàn)，按照生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)合理和回采率高的基本原則，來(lái)選擇采煤方法。?在具 體選擇釆煤方法時(shí)，要全面研究回采工藝和采煤系統(tǒng)，并注意在既定地質(zhì)條件 下，釆煤系統(tǒng)與回釆工藝的適應(yīng)性。四、復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵1.在綜掘機(jī)以及普掘機(jī)的選定方面上。巷道的長(zhǎng)度通常作為綜掘機(jī)和普掘 機(jī)的一個(gè)臨界點(diǎn)，綜掘機(jī)和普掘機(jī)掘進(jìn)的能力水平多決定巷道可能挖掘的長(zhǎng) 度。具有技術(shù)明確的規(guī)定，如果工作面巷道的施工長(zhǎng)度小于3

5、00m情況下采 用挖掘設(shè)備是普掘機(jī)，當(dāng)大于3_的施工長(zhǎng)度是就采用綜掘機(jī)，這樣分配是 根據(jù)不同設(shè)備本身的優(yōu)缺點(diǎn)再結(jié)合合理有效的施工工藝綜合考慮的。2.在截齒選用上也要多加法重,至于截齒選取注重的問(wèn)題是齒的耐磨強(qiáng) 度，因?yàn)閺?qiáng)度髙的截齒能加快煤礦掘進(jìn)時(shí)截割和工作的速度，還能對(duì)截齒本身 有一定的保護(hù)減少其磨損程度。如果巖石的硬度過(guò)大，超出了綜掘機(jī)切割的能 力此時(shí)就需要考慮使用爆破的方式去處理，不能強(qiáng)行的應(yīng)用機(jī)器設(shè)備來(lái)切割巖 石因?yàn)檫@樣會(huì)使設(shè)備遭受?chē)?yán)重的損壞。3.應(yīng)用臨時(shí)支護(hù)設(shè)備和技術(shù)，綜掘機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程其實(shí)是利用綜掘機(jī)本身的 液壓系統(tǒng),要考慮設(shè)備的穩(wěn)定性就是要注重該系統(tǒng)的本身的穩(wěn)定性，還有系統(tǒng) 停開(kāi)機(jī)之

6、的閉鎖裝置的應(yīng)用。多數(shù)的研究中，大多都采用綜掘機(jī)機(jī)身的液壓鎖 進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。這種支護(hù)技術(shù)可以真正的確保掘進(jìn)工作安全和可靠的進(jìn)行。4.開(kāi)門(mén)轉(zhuǎn)為技術(shù)的應(yīng)用。在進(jìn)行煤礦的掘進(jìn)工程中，難免會(huì)遇到技術(shù)性的難題。所以創(chuàng)新掘進(jìn)機(jī)的設(shè)備很關(guān)鍵，就要好好地研究掘進(jìn)機(jī)的自行方式的開(kāi) 門(mén)施工的工藝，這樣就可以大大的降低工作的阻力，釆取爆破的形式處理方式 就明顯的減少。就如進(jìn)行煤礦掘進(jìn)過(guò)程時(shí)，當(dāng)要安裝掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工時(shí),掘進(jìn)機(jī) 后面通常都有一個(gè)重量在40t左右的運(yùn)輸量，他們之間的相距高度大概在100m 左右。在進(jìn)行施±的過(guò)程中就不應(yīng)該利用穿鑿放大傳統(tǒng)的原理，應(yīng)先合理地爆 破空間，進(jìn)而能夠方便掘進(jìn)機(jī)的安全施工。

7、5.在使用綜掘機(jī)進(jìn)行施工時(shí)，需正確處理好的機(jī)器系統(tǒng)的問(wèn)題以及施工的 管理問(wèn)題，合理的擬好一套先進(jìn)的施工管理的體系，目的都是使施工朝著高效 率安全有序的方向的進(jìn)行。就像利用彎皮進(jìn)行輸送的過(guò)程中,可以運(yùn)用大角度 的長(zhǎng)距離進(jìn)行掘進(jìn)，還可以利用小角度的拐彎掘進(jìn)技術(shù)。利用這些技術(shù)能提高 皮帶運(yùn)行的工效。皮帶機(jī)機(jī)身的尾部有一個(gè)自動(dòng)卸料裝置，它既能減少由于多 種客觀(guān)因素對(duì)產(chǎn)生皮帶一定程度的磨損進(jìn)而提高安全性。五、復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦采煤掘進(jìn)的難點(diǎn)某煤礦區(qū)擁有上百年的開(kāi)采歷史，是年代較老的煤礦開(kāi)釆區(qū)，該區(qū)域的地 形地質(zhì)條件十分復(fù)雜，當(dāng)?shù)氐臄鄬咏Y(jié)構(gòu)較多,礦井的地壓較大，對(duì)煤礦的順利開(kāi) 采帶來(lái)嚴(yán)重的不利影響。另外，

8、礦區(qū)煤礦層的地質(zhì)條件極不穩(wěn)定，周?chē)乃暮?地質(zhì)條件十分復(fù)雜，對(duì)煤礦開(kāi)采帶來(lái)嚴(yán)重的不利影響，因而釆用合理的支護(hù)技 術(shù)顯得十分必要。具體來(lái)說(shuō)，該區(qū)地質(zhì)條件對(duì)釆煤掘進(jìn)帶來(lái)的不利影響主要表 現(xiàn)在以下多個(gè)方面：1.巖性變化明顯。為了增加煤礦的開(kāi)采量，往往需要往更深的地方開(kāi)采煤 礦，這樣一來(lái)，每個(gè)煤層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，其中在頂板的巖性變化更大,拱 狀圍巖受到的外力顯著提髙，影響煤礦掘進(jìn)的安全進(jìn)行。2.煤層容易松動(dòng)。通過(guò)對(duì)該礦區(qū)的仔細(xì)調(diào)査分析可以得知,礦井頂部和底 板的煤層都比較疏松，容易出現(xiàn)支離破碎現(xiàn)象。在煤礦掘進(jìn)的時(shí)候,煤層容易出 現(xiàn)變形現(xiàn)象。另外，頂板和底板都會(huì)出現(xiàn)較大程度上的收縮，導(dǎo)致支護(hù)工作難

9、以 有效開(kāi)展下去，找不到恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方式，對(duì)采煤掘進(jìn)的安全帶來(lái)嚴(yán)重的問(wèn)題。3.巷道斷層較多。在該煤礦當(dāng)中，地形地質(zhì)條件比較復(fù)雜，大坡度巷道、巷 道周邊的斷層等復(fù)雜地質(zhì)較多。同時(shí)整個(gè)礦井內(nèi)的薄煤層比較多，存量占有很 大的比重,而薄煤層開(kāi)釆作業(yè)當(dāng)中，巷道掘進(jìn)支護(hù)常常P義半煤巷為主要對(duì)象，而 半煤巷掘進(jìn)與支護(hù)要衆(zhòng)較高，對(duì)采煤設(shè)備、支護(hù)方式都有著嚴(yán)格的要來(lái)。而能否 提高設(shè)備裝配水平，采用恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方式是做好半煤巷采掘的關(guān)鍵內(nèi)容，但是 要來(lái)較髙，給采煤工作帶來(lái)不利影響。4.傳統(tǒng)技術(shù)滯后。目前在煤礦采煤掘進(jìn)中，大多數(shù)礦井釆用的是傳統(tǒng)支護(hù) 技術(shù)，而發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面巳經(jīng)取得突破，先進(jìn)機(jī)械化支護(hù)模式已經(jīng)得到了運(yùn) 用。因此今后應(yīng)該改變這種情況，逐漸釆用先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)，促進(jìn)采煤掘進(jìn)的安 全順利進(jìn)行。5,.設(shè)備裝配落后。該礦區(qū)所使用的采煤設(shè)備比較落后，不僅制約了該區(qū)釆 煤掘進(jìn)能力的提升，坯影響支護(hù)工作的順利開(kāi)展和支護(hù)技術(shù)的有效運(yùn)用。例如， 當(dāng)半煤巖巷區(qū)出現(xiàn)硬度系數(shù)大于五的巖石或者巖石層，采煤掘進(jìn)設(shè)備往往會(huì)受 到損壞，降低作業(yè)速度，設(shè)備磨損也比較嚴(yán)重，給整個(gè)釆煤作業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的不利 影響。六、結(jié)束語(yǔ)針對(duì)煤礦開(kāi)采，必須考慮復(fù)雜的地質(zhì)條件，在挖掘前需要進(jìn)行預(yù)防和分析。