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[摘要]：综掘的应用随着机械化的不断发展以及采矿业的不断发展越来越广泛，随着掘进的强度和深度增加，综掘工程所面对的地质条件也更加复杂，地下突水、褶曲、断层等因素对施工的影响越来越突出，这就增加了综掘的施工难度。本文就将简要分析一下在复杂地质条件下综合掘进需要注意的事项以及应对的措施。叙述如下。
[关键词]：复杂地质 综掘 锚网支护 连续拐弯
中图分类号：X935 文献标识码：X 文章编号：1009-914X（2012）12- 0007–01
前言：
在复杂地质条件下，对断层的穿越掘进、巷道的拐弯掘进以及倾角超过16°的大坡度综掘是十分困难的，如若处理不当，很容易产生垮塌的严重后果。在采煤的过程中使用炮采、锚网的支护以及对掘进工艺的改进等措施，可以比较成功的解决上述困难，提高掘进的效能。（为了很好的描述该施工技术，我们假定一个地质条件比较复杂的煤矿，对如何对其进行开采给出详细阐述）
一、煤矿地质概述
某煤矿A位于某山系的边缘地带，其四周均为断层。井区南北两侧因为断层的下沉得井区隆起成三角状的地垒块。在块垒的内部，发育时间很久的次一级褶皱构成地垒装井区的主体，而且附带着大大小小起伏不定的断裂结构。这使得褶皱更加复杂。井区的煤层埋藏在距地大约500～900m之间，煤层均厚3m。煤层的上方是厚2～5m不稳定的灰白色粉砂岩层，呈现波状层理；粉砂岩之上是厚10m的细粒砂岩层；煤层之下是灰黑色粉砂岩，厚3m，含有丰富的植物化石。煤层的整体形状变化不规整，一般的倾角为6～15°上下，受到褶皱的影响，有部分煤层倾角达到30°。
二、穿越断层的锚网支护研究
在煤矿的掘进进程中，断层是最常见的地质构造。断层使得煤层断裂导致开采不能连续，还会使围岩脆弱，易破碎，增加淋水，影响快速掘进的速度，如果处理不当，还会威胁生产安全。
对于我们常使用普通的支架支护，锚网支护有很大的优越性，其表现在：
1）在支护时更加及时，快速便捷。
2）通过改变煤层围岩手里的情况，将原来的二维受力状态转变为更稳定的三维受力态，增加围岩的承力能力，使其更坚固，不易垮塌。
3）锚网支护能够提供更强的刚力，围岩不易形变。
4）安全更易保障。
所以在掘进施工中通过断层等复杂地质条件时，我们优先考虑锚网支护这种更安全快捷的支护方法。经过多年的经验，综掘中的锚网支护主要有以下几种方法。
2.1退后卧底法。在断层的顶板比较完整坚固的情况下，落差小于2.5m时，通过支护围岩。掘进机退后14m左右后，用6°～12°卧底前进，使得在断层下的巷道的低位高度符合要求。该方法在掘进通过断层时保持了顶板的完整性，让围岩更稳定，安全性比较强。由于断层下盘巷道高度增加，所以必须及时从上到下对围岩的锚网索加固，避免因为卧底使得巷道高度太大不易支护，威胁安全。
2.2直接破顶法。顾名思义，该方法是使用掘进机直接破除断层顶部，只留下顶板相对完整稳定的围岩，通过锚网索进行支护。一般用于顶板岩石硬度小于5，落差H<2m的断层。由于断层处的顶板比较破碎，很难支护，通过直接破顶法有效的解决了该困难。与此同时，由于掘进机在卧底后退时会增加坡度使得掘进困难增加，尤其在掘进坡度较大，通过断层后山岩层坡度又减缓的情况下。选用本方法过断层就不会出现上述的困难。此方法也有一定的缺陷，比如在割顶后围岩的结构遭到破坏，容易出现悬矸，需要用双层塑料网、金属网等增强护顶的方法，避免网兜的出现威胁综掘安全。
2.3起坡破底、放炮落顶法。起断层的落差较小时，掘进机直接破底，深入到顶板之下后恢复直行掘进。如果顶部煤层过高，掘进机割不到顶层的煤时，采用炮采，震动落下顶煤的方法，深入顶板后同样恢复掘进。该方法过断层时，巷道暴露的高度比较大，断层与顶板间区域的煤不易开采，而且支护顶板和断层面比较难。断层面揭露之后，首先要对断层周围的围岩及时用锚网索支护，确保施工人员的作业安全性。落差在2～4m的起断层，顶高1～3m的煤，掘进机已无法割截，需用炮采。若直接放炮落煤，巷道高度會达到5～7m，无法进行比较安全的支护，因此我们需要采用正台阶法逐步开采。对巷道上半部分断面超前掘进，保持台阶长度接近3米，每个巷道高度在2～3米，最好采取锚杆钻机进行掘进；下半部分根据掘进机的情况起坡掘进。台阶施工法避免了巷道的过高，实施起来也比较方便，更加安全。上下两个台阶均可以按掘进机的情况进行角度舒适的起坡掘进。但是要谨记按照从上到下实施支护，不然会加大支护难度，也不安全。
2.4帮锚索加固法。在某些区域，由于巷道和断层之间的家教比较小使得围岩本身的压力很大，支护起来比较困难。这是将帮锚杆采用梯形梁联锁，在侧巷帮中部用帮锚索加护。锚索的长度根据区域地形自行确定，一般在4m左右浮动为佳，排距2m。该方案用于特定的区域，对围岩的压力减缓有很好的效果。
2.5锚杆临时支护+U钢法。适用于断层落差大，围岩比较破碎或垮塌较严重的情况。此时采用U钢架固定支护，混合临时的锚杆支护及超前支护。锚杆倾角45°，用其预紧力使围岩加固从而起临时支护作用。超前的锚杆支护能很好避免顶板破落以及片帮，不仅行之有效，而且更加安全。注意要严格按照短支短掘的步骤，严格控制锚杆的间距，直到通过断层。不可只考虑U钢支护而忽略锚杆超前支护，以免造成流渣冒顶造成安全隐患。
三、综掘机连续拐弯技术探究
机械化掘进机作业线在经顺槽向切眼内拐弯时比较困难，常采用拆卸综掘机，换用炮掘。但是炮掘掘进速度慢、对围岩的扰动大、劳动强度过高。根据多年的研究改进，我们利用综掘机的拐弯特点，成功发明了顺槽向切眼、槽内连续拐弯的掘进方法。
3.1顺槽向切眼内拐弯
SSJ-180可伸缩皮带和S-150J掘进机组成的综合作业线是顺槽掘进常采用的。掘进机能否顺利地拐进与顺槽垂直的切眼，决定了能否使用掘进机以及用何种匹配运输方式。所以采用分次掘进，先掘进内部切眼，后掘外部切眼。具体步骤：
1）对外切眼提前掘进6m。
2）对内切眼采用炮掘20m。注意在炮掘时，将耙煤机安装在运输巷内，及时扒出炮掘落煤，用掘进机转运至伸缩皮带。
3）将皮带缩短30m，掘进机后退至切眼外，等掘进机拐至内切眼迎头时，跟着掘进机铺设一台40t刮板运输机，然后将皮带延长使切眼口和刮板输运机连接。
3.2顺槽内拐弯
为了解决巷道掘进时拐弯后，输送机与转载皮带形成夹角，转载皮带无法正常运行，我们研制出一种空中滑道，使转载机悬吊在空中滑道上，从而可以实现正常运行，保证拐弯过程中的正常出煤。
四、总结
通过对特定例子的研究，并且经过多年的实践，成功解决了在复杂条件下采用锚网支护保证综掘过程中施工安全，以及在巷道局部坡度较小、断层落差4m之内采用巷道内综掘机连续拐弯的快速掘进技术，提高了掘进效率。经过多例实例实现了单台掘进机7km/a的好成绩，很好地发挥了综掘的优势。对复杂条件下运用综合掘进机机械化作业有很好的指导意义。
参考文献：
[1]黄福昌.兖州矿区煤巷锚杆支护技术[M].北京：煤炭工业出版社，2000.
[2]何满朝，李春华.锚索关键部位二次支护研究及应用[J].建井技术，2002.
[3]王国彪.装载机工作装置优化设计[M].北京：机械工业出版社，1996.
[4]宋金旺.火成岩侵入的特厚破碎煤层全煤动压巷道支护[J].煤炭科学技术.2009.
[5]何满朝.中国锚杆支护理论与实践[M].北京：科学出版社，2004.
[关键词]：复杂地质 综掘 锚网支护 连续拐弯
中图分类号：X935 文献标识码：X 文章编号：1009-914X（2012）12- 0007–01
前言：
在复杂地质条件下，对断层的穿越掘进、巷道的拐弯掘进以及倾角超过16°的大坡度综掘是十分困难的，如若处理不当，很容易产生垮塌的严重后果。在采煤的过程中使用炮采、锚网的支护以及对掘进工艺的改进等措施，可以比较成功的解决上述困难，提高掘进的效能。（为了很好的描述该施工技术，我们假定一个地质条件比较复杂的煤矿，对如何对其进行开采给出详细阐述）
一、煤矿地质概述
某煤矿A位于某山系的边缘地带，其四周均为断层。井区南北两侧因为断层的下沉得井区隆起成三角状的地垒块。在块垒的内部，发育时间很久的次一级褶皱构成地垒装井区的主体，而且附带着大大小小起伏不定的断裂结构。这使得褶皱更加复杂。井区的煤层埋藏在距地大约500～900m之间，煤层均厚3m。煤层的上方是厚2～5m不稳定的灰白色粉砂岩层，呈现波状层理；粉砂岩之上是厚10m的细粒砂岩层；煤层之下是灰黑色粉砂岩，厚3m，含有丰富的植物化石。煤层的整体形状变化不规整，一般的倾角为6～15°上下，受到褶皱的影响，有部分煤层倾角达到30°。
二、穿越断层的锚网支护研究
在煤矿的掘进进程中，断层是最常见的地质构造。断层使得煤层断裂导致开采不能连续，还会使围岩脆弱，易破碎，增加淋水，影响快速掘进的速度，如果处理不当，还会威胁生产安全。
对于我们常使用普通的支架支护，锚网支护有很大的优越性，其表现在：
1）在支护时更加及时，快速便捷。
2）通过改变煤层围岩手里的情况，将原来的二维受力状态转变为更稳定的三维受力态，增加围岩的承力能力，使其更坚固，不易垮塌。
3）锚网支护能够提供更强的刚力，围岩不易形变。
4）安全更易保障。
所以在掘进施工中通过断层等复杂地质条件时，我们优先考虑锚网支护这种更安全快捷的支护方法。经过多年的经验，综掘中的锚网支护主要有以下几种方法。
2.1退后卧底法。在断层的顶板比较完整坚固的情况下，落差小于2.5m时，通过支护围岩。掘进机退后14m左右后，用6°～12°卧底前进，使得在断层下的巷道的低位高度符合要求。该方法在掘进通过断层时保持了顶板的完整性，让围岩更稳定，安全性比较强。由于断层下盘巷道高度增加，所以必须及时从上到下对围岩的锚网索加固，避免因为卧底使得巷道高度太大不易支护，威胁安全。
2.2直接破顶法。顾名思义，该方法是使用掘进机直接破除断层顶部，只留下顶板相对完整稳定的围岩，通过锚网索进行支护。一般用于顶板岩石硬度小于5，落差H<2m的断层。由于断层处的顶板比较破碎，很难支护，通过直接破顶法有效的解决了该困难。与此同时，由于掘进机在卧底后退时会增加坡度使得掘进困难增加，尤其在掘进坡度较大，通过断层后山岩层坡度又减缓的情况下。选用本方法过断层就不会出现上述的困难。此方法也有一定的缺陷，比如在割顶后围岩的结构遭到破坏，容易出现悬矸，需要用双层塑料网、金属网等增强护顶的方法，避免网兜的出现威胁综掘安全。
2.3起坡破底、放炮落顶法。起断层的落差较小时，掘进机直接破底，深入到顶板之下后恢复直行掘进。如果顶部煤层过高，掘进机割不到顶层的煤时，采用炮采，震动落下顶煤的方法，深入顶板后同样恢复掘进。该方法过断层时，巷道暴露的高度比较大，断层与顶板间区域的煤不易开采，而且支护顶板和断层面比较难。断层面揭露之后，首先要对断层周围的围岩及时用锚网索支护，确保施工人员的作业安全性。落差在2～4m的起断层，顶高1～3m的煤，掘进机已无法割截，需用炮采。若直接放炮落煤，巷道高度會达到5～7m，无法进行比较安全的支护，因此我们需要采用正台阶法逐步开采。对巷道上半部分断面超前掘进，保持台阶长度接近3米，每个巷道高度在2～3米，最好采取锚杆钻机进行掘进；下半部分根据掘进机的情况起坡掘进。台阶施工法避免了巷道的过高，实施起来也比较方便，更加安全。上下两个台阶均可以按掘进机的情况进行角度舒适的起坡掘进。但是要谨记按照从上到下实施支护，不然会加大支护难度，也不安全。
2.4帮锚索加固法。在某些区域，由于巷道和断层之间的家教比较小使得围岩本身的压力很大，支护起来比较困难。这是将帮锚杆采用梯形梁联锁，在侧巷帮中部用帮锚索加护。锚索的长度根据区域地形自行确定，一般在4m左右浮动为佳，排距2m。该方案用于特定的区域，对围岩的压力减缓有很好的效果。
2.5锚杆临时支护+U钢法。适用于断层落差大，围岩比较破碎或垮塌较严重的情况。此时采用U钢架固定支护，混合临时的锚杆支护及超前支护。锚杆倾角45°，用其预紧力使围岩加固从而起临时支护作用。超前的锚杆支护能很好避免顶板破落以及片帮，不仅行之有效，而且更加安全。注意要严格按照短支短掘的步骤，严格控制锚杆的间距，直到通过断层。不可只考虑U钢支护而忽略锚杆超前支护，以免造成流渣冒顶造成安全隐患。
三、综掘机连续拐弯技术探究
机械化掘进机作业线在经顺槽向切眼内拐弯时比较困难，常采用拆卸综掘机，换用炮掘。但是炮掘掘进速度慢、对围岩的扰动大、劳动强度过高。根据多年的研究改进，我们利用综掘机的拐弯特点，成功发明了顺槽向切眼、槽内连续拐弯的掘进方法。
3.1顺槽向切眼内拐弯
SSJ-180可伸缩皮带和S-150J掘进机组成的综合作业线是顺槽掘进常采用的。掘进机能否顺利地拐进与顺槽垂直的切眼，决定了能否使用掘进机以及用何种匹配运输方式。所以采用分次掘进，先掘进内部切眼，后掘外部切眼。具体步骤：
1）对外切眼提前掘进6m。
2）对内切眼采用炮掘20m。注意在炮掘时，将耙煤机安装在运输巷内，及时扒出炮掘落煤，用掘进机转运至伸缩皮带。
3）将皮带缩短30m，掘进机后退至切眼外，等掘进机拐至内切眼迎头时，跟着掘进机铺设一台40t刮板运输机，然后将皮带延长使切眼口和刮板输运机连接。
3.2顺槽内拐弯
为了解决巷道掘进时拐弯后，输送机与转载皮带形成夹角，转载皮带无法正常运行，我们研制出一种空中滑道，使转载机悬吊在空中滑道上，从而可以实现正常运行，保证拐弯过程中的正常出煤。
四、总结
通过对特定例子的研究，并且经过多年的实践，成功解决了在复杂条件下采用锚网支护保证综掘过程中施工安全，以及在巷道局部坡度较小、断层落差4m之内采用巷道内综掘机连续拐弯的快速掘进技术，提高了掘进效率。经过多例实例实现了单台掘进机7km/a的好成绩，很好地发挥了综掘的优势。对复杂条件下运用综合掘进机机械化作业有很好的指导意义。
参考文献：
[1]黄福昌.兖州矿区煤巷锚杆支护技术[M].北京：煤炭工业出版社，2000.
[2]何满朝，李春华.锚索关键部位二次支护研究及应用[J].建井技术，2002.
[3]王国彪.装载机工作装置优化设计[M].北京：机械工业出版社，1996.
[4]宋金旺.火成岩侵入的特厚破碎煤层全煤动压巷道支护[J].煤炭科学技术.2009.
[5]何满朝.中国锚杆支护理论与实践[M].北京：科学出版社，2004.