浅析复杂地质条件下井下采煤技术

浅析复杂地质条件下井下采煤技术

李元清

李元清

新疆焦煤（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐市830025

摘要：煤炭作为我国能源的重要组成部分，它的开采由于受到地质条件的影响，开采难度非常大，危险系数也较高，是相关工作者较为关注的课题之一。在采煤技术的选择，以及相关采煤设备的选择上，要能够根据煤矿的实际情况，采取合理科学的方式，在此基础上不断的完善，保证采煤工作能够顺利、安全的进行。本文中对复杂地质条件下井下采煤技术做了相关的论述，文章从两部分着手，第一部分是从几个方面分析了复杂地质条件下煤矿开采的难点，第二部分提出了复杂地质条件下煤矿掘进支护的关键技术，旨在为我国煤炭行业的发展提出可靠的理论依据。

关键词：复杂地质条件；井下采煤技术；工作效率

1引言

我们国家是煤矿资源大国，在未来经济和社会的发展中，煤矿资源将作为主要的国家资源之一。所以煤矿的开采工作也引起来社会的广泛关注，在实际的煤矿开采工作中，随着开采力度和强度的加大，开采中遇到的问题也随之增多，由于煤矿都所处地质条件复杂，所以在开采中更要注重方式方法，以及相关技术的应用。所以，加强煤矿开采工作的安全性和效率性，是先现阶段研究的重要内容，同样也是煤矿行业的的未来发展趋势。

2条件复杂的地质条件下煤矿掘进技术在应用中需要注意的问题

2.1存在在巷道围岩上的问题

（1）煤矿开采处在地质复杂的情况下，当煤矿巷道的围岩不够坚固时，如果煤矿巷道的支撑没有达到标准，煤岩层就会破裂从而影响到掘进环境的安全。（2）煤炭围岩的支护强度在煤炭开采中受到一定的影响，从而影响到巷道的安全性和稳定性，对开采工作有一定的影响。（3）在雨水多的时候，雨水的侵蚀会使围岩软化，从而影响掘进支护的安全。（4）断层现象常常出现在一些复杂的地质中，而它会影响到岩层的地质结构，在煤炭的开采之中可能会出现岩层断裂的现象，顶板所承受的压力突然增大就会影响到掘进支护工作的安全、顺利进行。

2.2半煤矿区危险性较大

由于矿区的复杂性，导致断层的现象时有发生。在对薄煤层进行开采时，在对巷道进行掘进支护中，都是以半煤巷为主，在这种情况下，对掘进技术提出了更高的要求，对掘进设备的选取也要适当，一旦技术和设备选择不当，则会给矿区的开采带来很大的影响，同时安全性也得不到保障。

2.3设备、技术落后

我们国家的煤炭开采设备，相对于一些发达国家而言较为落后，造成这种现象的原因有两个方面，其一，相关技术水平较低，设备研发受阻；其二，更新设备需要较高的成本，所以，煤炭企业在更新设备和技术上有所落后。在复杂的地址条件下进行采煤，如果设备和技术不过关，则会给施工带来一定的困难，同时也埋下了施工安全的隐患。

2.4煤矿掘进难点

在地质条件复杂的情况下随着煤炭开采深度的加深，煤炭顶板岩石受到的压力也越来越大，使得围岩的压力增大，掘进巷道的难度也随之加大；地质条件越复杂，掘进中出现的问题也就越多，常常会出现前掘后修的问题，主要原因是煤层顶板的岩性比较软，大多为泥岩、页岩等。在掘进的过程中很容易遇到水而导致膨胀变形，尤其是在顶底板的岩石破碎时，巷道的变形尤为明显且周期短，这样就增加了巷道的掘进成本。

2.5风险较大

在进行煤炭开采的过程中，一旦范围增大，除了原有的开采范围，还要向更深层次进行开采，这样就对原有的煤层结构形成了破坏，围岩应力也随之加大，则随之而来的风险也较高，采矿工作人员的安全性也得不到很好的保障。

3复杂地质条件下采煤的关键技术应用

3.1掘进期超前探测分析

巷道掘进作业中，每间隔50m采用便携式矿井地质探测设备开展一次超前震波探测，用于探明是否存在大导水断层，以确保掘进施工的安全性，同时，钻探查看三维地震勘探所确定的断层和超前震波探测所探出的异常区域。在遇到三维地震勘探所得6条断层前，依照《矿井防治水相关规定》提前停止掘进作业，开展钻孔探测，直至完全圈定作业面影响范围为止，前后一共进行超前钻探作业6次，共布设施工钻孔10个，钻探总工程量为451m，确保了掘进作业的安全。

3.2使用混凝土永久型的支护结构

采用混凝土永久支护技术可以进一步的保障巷道的稳定性。目前，这门技术已经广泛的运用到煤矿开采之中。但是，在喷射混凝土时需要注意把握好喷射的距离，以保证施工的安全。在使用这项技术的时候要尤其注意掘进的要求和地质条件的要求。在此之中，如还需锚网，对金属除锈除杂的工作应在喷射混凝土之前处理干净，这样就可以保证在锚网干净的情况下进行喷射混凝土的工作。

3.3综掘机的选择

复杂地质条件爱夏进行煤矿的掘进支护，首先是对综掘机的选择上，它的使用目的是更好的提高工程效率，如何对其进行选择，要从三点来考量，其一，综掘机的结构是否符合要求；其二，综掘机的体积是否符合相关要求；其三，从矿井的一些自身指标来进行考虑，如：媒岩强度、断面率等。最后根据上述三方面的实际情况，对综掘机进行综合的考虑，如：价格是否合理、维修成本是否合理、自身功率是否匹配等等，只有选择合适的设备，才能保证工作的顺利进行，施工安全也能得到很好的保障。

3.4水灾的处理措施

断层、陷落柱、导水裂隙带、踩空塌陷等地质现象都是引发水灾的关键因素，因此煤矿企业井田采煤作业都增强了对水灾的预防和管理措施，具体如下：强化顶板管理，制订专门的探放水设计，确定安全开采上限，留足保护煤柱，应严格按照“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的要求和“探掘分离”管理规定执行；加强下段砂砾石含水层的富水性研究，加强水情、砂情监测，制订有效的堵、截措施，防止水、砂涌入工作面对矿井安全生产造成威胁；未来五年内开采煤层时须随着开采进度定期进行检查地表地裂缝及塌陷，并及时组织力量回填密实，以防雨季大气降水、地表水灌入井下，尤其在沟谷发育的地段，须进行监测工作。

3.5直接破顶法的应用

由于复杂地质条件下，断层具有不稳定性，尤其是一些地质疏松的，在开采的过程中，危险程度随之增高，安全也得不到保障，所以在这些特殊的地段，就要采用直接破顶法。它的工作原理是将顶部较为疏松的层质进行破除，从而保证坚固的顶板岩层，之后再进行支护，这样确保了稳定性和安全性。另外，在坡度大时也可以直接采用破顶法，这时可以提高施工的质量，降低施工难度，最终提高效率。

4结束语

总之，在复杂地质条件下井下采煤要能够合理的利用相关的技术，选择符合煤矿实际情况的开采设备，同时对于采煤过程中遇到的困难，要能够采取有针对性的合理的解决方法，在开采中要注意方式方法，从煤矿的全局性进行考量，具体问题具体分析，最大程度的保证安全施工，安全开采，最终推动煤矿开采工作能够顺利、安全进行。

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作者简介：

李元清男（1991.05-），汉族，籍贯：山东省莱州市，学历：本科，现从事煤炭开采技术工作。