＊赵忠伟

（山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司 山西 032600）

引言

现代化社会环境下，煤矿企业在煤矿开采工作中，既要重视工作效率又要重视整体成本，而对于煤矿开采这样的特殊工作而言，安全作业既影响作业效率，同时也直接影响开采成本，因此必须从多角度保障煤矿开采作业安全。煤矿开采过程中井下掘进是重要的工作内容，在掘进过程中，不仅要根据煤矿具体地质情况采取合适的掘进方案，同时在掘进过程中也要重点进行支护加固，使用何种机械进行掘进、采取哪种措施进行支护，这些都是煤矿开采工作需要考虑的重点问题。由于当前复杂地质条件下，煤矿相对较多，这给整体开采工作带来了较大难度，因此更应重视掘进支护技术，同时认清复杂地质下煤矿开采的难度，以此为基础，妥善应用于实际工作之中，这样才能最大限度保障作业安全。

1.掘进支护技术简析

在煤矿开采掘进过程中，随着掘进长度和掘进深度的不断增加，需要对围岩进行有效支护，做好支护工作是保障掘进安全，建立相应工作面的基础。在煤矿掘进过程中，由于掘进深度和长度不断增加，加之掘进过程会对围岩造成较大的力学影响，容易出现围岩层移动变形等危险情况，因此随着掘进工作的不断进行相应的支护工作也必须到位。目前来看，掘进支护技术主要包括掘进设备和技术的选择以及相应的支护技术两部分，这两部分工作都与煤矿地质情况有关，其中支护作业采取锚杆支护和金属支架支护等方式进行，很多情况下需要采取复合支护的方式才能满足复杂地质条件下掘进支护需求。当前支护技术主要包括金属支架支护、围岩支护以及复合支护等，金属支架支护采取直接支撑围岩的方式加强其稳定性，而锚杆支护则是通过钻孔和锚杆嵌入的方式增加岩层之间的摩擦力同时改变岩层受力结构来增强围岩稳定性。不论采取哪种支护技术都需要结合具体地质情况以及掘进工作需求来进行具体设计，这样才能最大限度保障作业安全。

2.复杂地质条件下煤矿采煤掘进面临的困难

不论是何种地质情况下的煤矿掘进工作，随着其掘进的深入，顶板受力和拱状围岩受力情况都会发生较大变化，顶板围岩和拱状围岩受力明显增加，而在这种情况下，如不能进行较好的支护作业很容易出现松动塌方等危险情况。而从复杂地质条件下的煤矿掘进作业来看，其难点问题相对较多，首先，在不同区域进行掘进作业时，其围岩性质变化比较明显，不同区域的围岩，在掘进过程中，由于整体性质不同，因此受掘进影响而产生的受力变化也不同，在这种情况下，如不能做好前期勘探和作业中分析工作，很容易导致支护和掘进技术应用不合理，这是发生安全事故的重要原因。其次，由于复杂地质条件下进行煤矿掘进作业，多数情况下其巷道坡度相对较大，因此在角度和地质情况的影响下，随着掘进工作的不断推进岩层受力变化情况比较明显，在这种情况下，支护技术和具体支护技术的设计方案都要随之变动，这也大大增加了掘进工作的难度。最后，由于很多煤矿企业在掘进作业过程中支护技术发展滞后，因此，不能采取科学的支护方式来保障作业安全，企业自身具备的支护技术难以满足复杂地质条件下煤矿掘进作业要求，这也是当前在该类型煤矿掘进作业中面临的重要问题。

3.煤矿采煤掘进支护技术应用

(1)掘进方面技术应用

①掘进机选择

掘进机是煤矿采煤掘进工作的核心设备，根据具体作业需求选择相应类型的掘进机非常重要。目前来看，掘进机的选择要以多方面实际因素来进行考虑，包括煤层条件、输送机液压、支架等配套设备情况，当前煤矿开采过程中，煤层厚度可以分为极薄煤层、薄煤层、中厚煤层和厚煤层4类，其中极薄煤层煤层厚度小于0.8m，此类煤层由于其最小截高非常小，因此一般采用爬底掘进机。而薄煤层，其煤层厚度在0.8～1.3m之间，当最小截高在0.9m以内时，一般选择骑槽式掘进机。中厚煤层的煤层厚度在1.3～3.5m之间，此类煤层应选择大功率采煤机。而后煤层由于其煤层厚度在3.5m以上，因此一般选择大采高综采方式进行掘进。

②掘进机临时支护

掘进过程中由于岩层受力情况不断发生变化，因此也需要进行支护处理，这样才能保障作业安全。掘进机自身带有液压锁功能，利用液压锁建立稳定平面并进行临时支护。进行临时支护能够有效减少掘进作业对于附近岩层的直接影响，减少掘进作业过程中发生岩层塌方的风险。以ZLJ20为例，该机型能够在掘进机作业过程中为其前方提供一定程度的超前支护，其临时支护面积达到1.625m×1.925m，这一安全支护面积为进一步掘进作业提供了很好的安全保障。

③截齿选择

截齿是掘进作业的直接设备，其整体工作性能直接决定了掘进作业的效率和质量，目前来看多数截齿本身能够适应多数岩层，但是由于复杂地质环境下岩层具体性质随掘进工作的进行会发生较大变化因此仍值得重点注意截齿的选择，目前掘进机上常见的截齿种类包括U75/S100/S120/S150等类型，其硬度相对较大，但是对于特别坚硬的岩层而言，一般不推荐使用截齿，根据实际情况选择其他方式处理特别坚硬岩层能够保障安全。

(2)支护方面技术应用

①直接破顶

对于顶板岩层松软，容易在掘进过程中出现位移和塌落的煤矿，在掘进过程中可以直接使用掘进机进行破顶操作。掘进机对顶板上层的松软岩层进行破除，然后使用锚网支护的方式强化剩余坚硬岩层的稳定性，使用这一方法需要注意岩层硬度以及高度差，目前普遍认为岩层硬度大于5或者岩层高度差相对较大时，由于容易出现塌落的问题一般不进行直接破顶，应直接考虑锚杆支护。

②退后卧底

当断层面在掘进过程中朝向开门方向的煤层出现下移情况时，可以考虑使用后退挑顶中的退后卧底方式。该技术主要是利用锚杆进行顶板支护，当掘进工作推进至相应的断层面时，查看煤层顶板与当前巷道顶部的具体位置，如二者位置保持一致则直接使用锚杆对顶部进行支护，注意锚杆间距，宜采取小间距（0.8-1.0m）的间距进行支护。

③锚杆支护

很多地质条件比较复杂的煤矿在掘进过程中其矿区断层落差都比较大，这种情况下巷道整体的稳定性无法得到保障，进一步掘进工作受阻，面对这种情况一般采取锚杆支护搭配U型钢的方式来保障支护效果。U型钢的使用目的主要是为了强化巷道整体稳定性，加强周围岩层在掘进应力作用下的静摩擦力，而在此基础上使用锚杆支护方式能够进一步增加不同岩层之间的静摩擦力从而起到双重支护效果。锚杆长度应得到保障，分析塑性区的范围，如果塑性区比较大，应该采用全长锚固式锚杆，同时对于顶板进行锚杆支护时，要注意角度问题，目前来看多数煤矿顶板锚杆支护角度应贴近90°，拱岩层锚杆角度也不宜过大，应控制在25°以内。

4.结束语

当前我国煤炭开采技术正稳步提升，在煤矿掘进作业中，要注意做好相应的支护工作，保障掘进工作高效安全进行才能最大限度提升企业经济效益。掘进支护作业要从掘进技术设备应用以及支护设备技术应用两个方面来进行考量，在复杂地质条件下进行掘进作业，不仅要做好前期勘探工作，而且在实际作业过程中也需要格外注意岩层随掘进作业进行而发生的变化情况，随时根据岩层情况调整掘进和支护方案，这样才能保障掘进工作顺利进行。