复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析

中图分类号:TD322文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)04(b)-0077-02

1工程概况

某工作面开采煤层为丁6煤,地面标高为+160～350m,工作面标高值为-380～-435m,煤矿采面论文网地层为属于向北倾斜单斜构造,通过探查后发现,该煤矿工作地层倾角值为5°～13°,西部较为平缓,东部较为陡峭。在开采过程中发现,在该工作面内存在着断层构造,其中正断层与逆断层均有发育,该煤矿煤层顶板与底板具体地质状态。厚度与岩性特性如表1所示。

2影响煤矿安全生产的因素分析

根据该煤矿概述,可以看出该煤矿地质条件较为复杂,考虑到该煤矿地质条件及断层问题,为保障煤矿生产的安全性,需要找出在复杂地质条件下影响煤矿安全生产的主要因素,采取有效的煤矿掘进支护技术,充分保障生产安全。

通过研究发现,该煤矿地质条件复杂,其煤矿巷道附近围岩处于不坚固状态,引起巷道强度不足容易产生破碎等问题,在雨水侵蚀巷道后,容易出现软化问题,导致巷道支护难度增加,煤矿断层问题与其构造发育,导致围岩结构层受到破坏,在巷道开挖过程中,降低围岩强度,引起巷道稳定性问题;因该煤矿中存在断层构造,在地质运动影响下,导致岩层结构受到影响,导致在煤矿开采过程中,出现较多裂缝,顶板山墙压力增加等问题,影响地质开采的安全性;在该煤矿开采中,部分巷道支护应用的是开放式结构,当煤矿巷道顶帮压力增加时,巷道底板围岩容易出现是应力集中问题,影响煤矿开采的安全性。

3复杂地质条件下煤矿掘进支护关键技术研究

为保障复杂地质条件下煤矿开采的安全性与稳定性,对煤矿掘进支护关键技术进行研究。在复杂地质条件下煤矿掘进支护,首先应合理确定综掘机与普通机临界点,临界点位置的确定是由煤矿巷道长度来决定,而煤矿巷道长度则是根据煤矿开采中所应用的掘进设备与实际操作需要来确定的。一般情况下,煤矿掘进工作面长度如在300m范围以内,应在煤矿掘进开采中应用普通掘进机,如煤矿掘进工作面长度超出300m,则在煤矿掘进开采中选择综掘机进行作业,保障煤矿开采的综合优势;其次,科学选择综掘机型号。在选择应用综掘机时,应综合考虑综掘机设备结构设计形式。截割强度。生产效率。岩层强度。设备配件供应。设备维修等因素,还因考虑掘进设备与煤矿巷道断面适用情况;在选择临时支护技术时应保证安全性。综掘机进行煤矿开采采取的是液压系统,为保证液压系统运行的稳定性,合理采取临时支护方式。一般要求掘进机机载液压锁在应用中进行临时支护,充分保证煤矿掘进工作的安全性与可靠性。

4复杂地质条件下综掘锚网支护过断层技术研究

在该煤矿开采过程中,其工作面内存在着断层构造,其中正断层与逆断层均有发育,断层地质问题十分突出,这些断层地质问题的存在,破坏了煤层与煤层之间的连续结构,在煤矿掘进开采中容易出现破碎问题,且矿体压力波动性较大,对煤矿掘进进度产生较大影响,直接影响着煤矿开采的安全性与可靠性。为此,应针对不同断层状况,采取相对应的支护技术。当前,复杂地质条件下煤矿掘进锚网索支护技术主要包括后退卧底法。直接割顶法。起坡卧底及顶煤放炮法等。

4。1后退卧底法过断层技术的应用

在该煤矿工程煤矿掘进作业中,其巷道断层存在着下移现象,针对巷道断层下移问题,可以应用后退卧底法进行支护,保证煤矿巷道开采的安全性。如煤矿巷道断层落差高度值在2。5m范围以内,且煤矿直接顶板强度满足安全性要求时,可以应用锚网索支护技术,对巷道围岩进行支护,提高巷道强度及稳定性。在进行围岩支护作业时,将掘进机后移15m左右。考虑到该煤矿工程掘进机工作面施工坡度小于土坡坡度,为此,在煤矿巷道中应用低于12°的载坡作卧底,通过后退卧底,保证整个巷道断层的下巷道高度符合支护设计要求。如在该煤矿中,沿煤矿掘进施工方向,其断层发育导致煤层下移,决定应用后退卧底法过断层。当卧底掘到断面层位置时,巷道顶部达到断层面上盘煤层顶板,在继续掘进作业时,所采取的是锚杆支护措施作用于煤层顶板,实现对断层面顶板可靠支护,后退卧底法示意图如图1所示。

在煤矿过断层中应用后退卧底支护方式,其支护技术对顶板围岩影响较小,可以有效保证围岩结构稳定性,支护效果较好。然而后退卧底法其工作量较大,巷道高度增加,作业强度偏大。为此,在煤矿掘进作业中采取后退卧底法过断层,应采取锚网索对巷道及断面层进行全面加固处理,避免出现因卧底施工巷道超高问题,充分保障巷道稳定性与安全性。

4。2直接割顶法过断层技术的应用

在煤矿掘进作业中,如断层落差高度值在2m范围内,断层结构引起煤层下移,如煤层顶板强度较低,在掘进作业中顶板容易出现破碎问题,为保障掘进开采安全,应用掘进机将强度降低岩石截割破碎,采取锚网索将顶板强度较大岩石进行支护。这种支护方式即直接割顶法,采取直接割顶法过断层,可以有效避免因支护断层位置岩石破碎而出现的巷道安全隐患问题,还可以避免后退卧底法工作量较大问题,其整体支护与过断层进度较快。

4。3起坡卧底及顶煤放炮法过断层技术的应用

在该煤矿掘进作业过程中,存在着断层发育,部分断层导致煤层整体上移,为实现煤矿掘进效率及安全,采取起坡卧底及顶煤放炮法支护措施过断层。在煤矿巷道揭露0。7m断层时,此时煤矿掘进多应用角度低于12°的起坡卧底法进行操作,在没有顶板后采取正常掘进方向。如煤矿断层落差值超过2m,则可以应用点小炮方式,将超出综掘机最大截割高度顶煤进行震落。综合应用起坡卧底及顶煤放炮法过断层,考虑到煤矿巷道暴露高度偏大,断层与下盘煤矿不能保留,导致断层支护难度较大。在完成断层揭露后,及时采取锚索支护措施进行断层支护,充分保证煤矿巷道稳定与安全性。如煤矿断层高度在2～4m范围内,则应用掘进机进行煤矿开采,其最大截割高度的顶层煤厚度最大可以达到33m,此时不可以采取顶煤放炮法震落方式,可以应用台阶施工法,采取锚网支护措施进行巷道上部分支护,采取后退卧底进行巷道下部分支护。

5结语

社会经济发展对煤炭资源需求量不断增加,随着煤矿开采深度与开采强度增加,煤矿开采地质问题日趋复杂,地质条件对煤矿掘进进度及安全性产生较大影响。为保障复杂地质条件下煤矿生产安全性,结合某煤矿工程,对复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术进行研究。重点对复杂地质条件下综掘锚网支护过断层技术进行研究。实践证明,该工程合理应用掘进支护技术,保证了煤矿巷道稳定性及安全性,实现了煤矿开采作业的安全性及综合效益。

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