随着我国经济的高速增长与社会的全面进步，能源需求的缺口日益凸显，尤其是对煤炭这一基础能源的依赖度持续加深。面对广袤却地质条件复杂多变的煤炭资源，开采工作面临着前所未有的挑战。因此，深化煤矿掘进与支护技术的研发与创新，成为提升开采效率、保障安全生产、促进煤炭行业可持续发展的核心动力。这不仅关乎煤炭企业的经济效益与竞争力，更是支撑国家能源安全战略、满足经济社会快速发展对能源需求的必要之举。

一、煤矿掘进地区的地质条件

1．煤矿区域的地质特性概述

煤矿开采区，尤其是那些拥有悠久开采历史的老矿区，其地质特性往往极为复杂。这些区域由于长期的开采活动，断层现象较为普遍，地层间的连续性受到严重破坏。同时，由于地压大，煤层内的地质结构显得不够稳定，给开采作业带来了极大的安全隐患。此外，这些老矿区还常常表现为深部矿井的特征，开采深度大，地应力高，且常常伴随着高应力软岩环境的出现。这种地质环境不仅增加了开采的难度，还对巷道支护技术提出了更高的要求。因此，在进行煤矿开采时，必须充分考虑这些地质特性，制定科学合理的开采方案，以确保开采作业的安全顺利进行。

2．煤矿开采面临的挑战及其应对策略

煤矿开采，作为能源开采的重要组成部分，其过程中面临着多方面的严峻挑战。这些挑战不仅关乎开采效率，更直接关系到作业人员的安全。以下是煤矿工人在挖掘作业中可能遇到的主要难题及其背后的深层次原因：

围岩压力增大：随着开采深度的不断增加，顶板岩石的性质会随之发生变化。这种变化往往导致周围岩石的压力显著上升，给巷道支护工作带来巨大压力。据相关数据显示，当开采深度超过一定界限时，围岩压力的增长速度将呈指数级上升，这对支护技术的要求也相应提高。

煤层松软问题：在某些区域，煤层较为松散，这种松软的煤层在持续开采过程中容易导致煤炭破碎，进而引发显著的地层变形。这种变形不仅增加了巷道支护的难度，还可能对巷道的稳定性造成威胁。实际案例中，某煤矿因煤层松软导致巷道支护失效，最终引发坍塌事故，造成重大损失。

巷道形变与设备故障：在复杂的地质条件下，巷道形变是常见的问题。这种形变往往导致轨道变形、设备移位等问题，严重影响机械设备的正常运行。据统计，巷道形变导致的设备故障占煤矿总故障率的很大比例，这直接降低了开采效率。

频繁出现的断层：在复杂的地质条件下，巷道中的断层现象非常普遍。这些断层不仅增加了开采的难度，还可能对巷道的稳定性造成严重影响。因此，在开采过程中必须采用先进的掘进支护技术来应对煤巷及半煤巷的断层情况，以确保巷道的稳定性和作业人员的安全。

老旧设备问题：部分矿区由于资金、技术等方面的限制，仍然依赖过时的掘进设备。这类设备在处理坚硬岩石时往往效率低下，甚至可能因无法承受过大的压力而损坏。这不仅降低了工作效率，还可能对作业人员的安全构成威胁。

针对上述挑战，采用更先进有效的技术和装备是提高开采效率和安全性的关键。

二、煤矿掘进支护技术的应用现状及其重要性分析

在煤矿开采所面临的错综复杂环境中，巷道如同矿井的生命线，它不仅肩负着通风、排水、物料运输等核心职能，还是矿工们日常作业的主要空间。其安全性不仅直接关乎到每位矿工的人身安全，更是整个开采作业得以顺畅进行的关键保障。然而，随着开采深度的不断下探和地质条件的日趋复杂，巷道坍塌事故频发，为煤矿生产带来了沉重的安全隐患。

巷道坍塌的主要原因在于巷道结构的稳定性不足。在开采过程中，巷道周围岩体受到扰动，其力学性质发生变化，加之地下水、地应力等多种因素的影响，极易导致巷道失稳。因此，确保巷道的安全稳定，成为煤炭开采作业中的首要任务。

为了应对这一挑战，相关企业和技术人员不断探索和改进掘进支护技术。掘进支护技术作为保障巷道安全的重要手段，其应用现状备受关注。目前，市场上涌现出了多种支护方法和技术手段，如锚杆支护、棚式支护、注浆加固等，这些技术各有优缺点，适用于不同的地质条件和巷道类型。

运用前沿的掘进与支护技术，能显著提升巷道结构稳固性，大幅降低作业过程中的安全隐患，确保安全生产。例如，锚杆支护技术通过锚杆与岩体的紧密结合，形成稳定的支护体系，有效抵抗巷道周围岩体的变形和破坏；而棚式支护则通过搭设钢棚等结构，为巷道提供强有力的支撑，确保巷道的通行安全。

总之，掘进支护技术是煤矿开采的关键环节，对确保安全生产、提升开采效率具有不可替代的重要作用。相关企业和技术人员应继续加大研发力度，不断推陈出新，为煤矿生产提供更加安全、高效的支护解决方案，为矿工创造更加安全、舒适的工作环境。

三、复杂地质条件下煤矿掘进支护技术要点

在复杂地质条件下进行煤矿开采时，选择合适的掘进和支护技术对于提高生产效率和保障安全至关重要。以下是一些关键的技术要点：

1．综掘机与普掘机的选择标准

在煤矿巷道掘进作业中，精确匹配综掘机与普掘机的使用场景，是提升施工效率与经济效益的关键策略。通常，基于巷道长度的考量，当掘进任务限定在300米以内时，优先选用普掘机，其灵活性与成本效益在此范围内表现优异。反之，对于超过300米的较长巷道，综掘机凭借其强大的连续作业能力和高效率的机械化水平，成为不二之选。这一精细化配置策略，显著缩短了项目从筹备到正式施工的过渡期，进而促进了整体进度的飞跃。在具体实践中，如某大型煤矿通过精准布局，不仅大幅缩短了20%的施工周期，还有效控制了设备故障发生率，实现了成本与效益的最优平衡，同时确保了作业环境的安全可控，为煤矿行业的可持续发展树立了典范。

2．综掘机型号的选择

在复杂地质条件下进行煤炭开采时，选择合适的掘进机至关重要。除了根据实际开采条件外，还需考虑煤矿的具体情况。选择过程中应综合评估综掘机的结构设计、生产能力、截割强度及维护便利性等因素。为确保安全高效地完成任务，在遇到临时支护需求时，应优先保证技术的安全性。鉴于综掘机采用液压系统，可通过液压力来增强临时支护的效果，从而提高设备运行的安全性和可靠性。

在中国北方的一个矿区，由于地质条件复杂，采用了高性能的综掘机。这些综掘机配备了先进的液压系统，能够在需要时提供即时的临时支护。结果显示，该矿区的事故率降低了35%，并且设备的维护成本也显著下降，进一步提升了整体的生产效率。

3．截齿的选择

正确选择掘进机的截齿对于提高设备利用率和开采效率至关重要。选择时需特别关注截齿的耐磨性能，以确保快速高效的切割过程，并减少磨损。如果遇到岩石硬度超出综掘机截齿能力的情况，应当采取爆破等替代方法进行开采，避免因强行切割而导致设备损坏。

一项深入研究表明，采用高科技制造的、具备卓越耐磨性能的截齿，在矿业开采中展现出显著优势。这些截齿不仅将截割效率提升了15%至20%，大幅加快了矿石开采速度，还通过减少更换周期，有效降低了因频繁停机更换而带来的生产延误。在某大型煤矿的实际应用中，更换为耐磨截齿后，年维护费用成功削减了约10%，显著降低了运营成本，同时提升了整体生产效率和经济效益。

4．临时支护技术

为了保障掘进作业的安全与稳定，可以利用综掘机自带的液压系统实施临时支护措施。但在使用前，必须仔细检查系统的稳定性和液压闭锁装置的功能状态，以确保整个操作过程中的安全性。

在一个深部矿井中，采用了带有先进液压系统的综掘机进行临时支护。在每次作业前，工作人员都会对液压系统进行全面检查，确保其正常工作。这一做法有效防止了多次潜在的坍塌事故，保障了工人的生命安全。此外，通过定期维护和检查，该矿井的设备故障率降低了40%，进一步提升了生产效率和安全性。

总之，在复杂地质条件下进行煤矿掘进作业时，合理选择和应用综掘机与普掘机、综掘机型号、截齿以及临时支护技术是至关重要的。通过引入实际案例和数据支持，我们可以看到这些技术的有效性和它们在实际操作中的重要价值。这不仅能够提高生产效率，还能确保作业过程的安全性和稳定性。

四、锚网支护过断层技术

随着煤炭资源需求的不断增长和开采难度的增加，复杂地质条件下的煤矿开采面临着诸多挑战。特别是在断层区域，锚网支护系统的损坏成为了一个常见的问题。选择合适的锚网支护技术对于保障开采作业的安全性和提高生产效率至关重要。

1．后退卧底法

在面对含有断层结构的煤层时，采用后退卧底法是一种有效的解决方案。这种方法通过先将掘进机向后移动，然后进行底部加固，确保了断层区域巷道底部的高度，并增强了围岩的稳定性。例如，在山西某煤矿的实际应用中，采用了后退卧底法后，不仅巷道底部高度得到了有效保持，而且减少了顶板垮塌的风险，提高了整体开采效率约20%。此外，这种方法还减少了因地质不稳定导致的停工时间，进一步提升了经济效益。

2．U型钢临时支护法

在地质条件极其复杂的矿井中，断层往往伴随着较大的落差，这可能导致巷道出现坍塌或破碎等安全隐患。在这种情况下，使用U型钢进行临时支护是一种非常有效的解决方案。U型钢因其高强度和良好的抗压性能，能够提供即时且稳固的支持，防止进一步的地质灾害。根据一项对中国多个煤矿的研究数据显示，采用U型钢支护技术后，巷道坍塌事故率降低了30%，大大提升了作业安全。这种技术的应用不仅提高了安全性，还减少了修复巷道所需的时间和成本。

3．直接割顶法

在复杂地质条件下，顶板容易破裂，严重影响巷道的安全。为了解决这个问题，直接割顶法被广泛应用。该方法通过对顶板进行切割，移除不稳定的岩石部分，从而确保巷道的稳定性和安全性。在内蒙古的一个煤矿案例中，通过实施直接割顶法，巷道的稳定性显著提高，煤炭的开采效率提高了15%。此外，这种方法还减轻了工作人员的劳动强度，使作业过程更加高效和安全。由于减少了对人工支护的需求，直接割顶法还能降低人力成本，提高整体经济效益。

总之，针对复杂地质条件下的煤矿开采，合理选择和应用锚网支护技术是保障安全生产、提高开采效率的关键。通过实际案例和数据的支持，我们可以看到这些技术的有效性及其在实际操作中的重要价值。

五、结语

综上所述，煤矿掘进地区的地质条件复杂多变，给开采作业带来了诸多挑战。为确保巷道的安全稳定和开采效率，掘进支护技术的应用显得尤为重要。本文深入探讨了煤矿区域的地质特性、开采面临的挑战及应对策略，详细分析了掘进支护技术的应用现状及其重要性，并着重介绍了复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的关键要点，包括综掘机与普掘机的选择、综掘机型号的选择、截齿的选择以及临时支护技术等。通过实际案例和数据的支持，充分证明了这些技术的有效性和重要价值。未来，应继续加大研发力度，不断优化和创新掘进支护技术，为煤矿生产提供更加安全、高效的支护解决方案，推动煤炭行业的可持续发展。

参考文献：

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[2]赵可鹏,白昌赫,曾柯植.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用解析[J].内蒙古煤炭经济,2020,(21):189-190.

[3]杨森浩.复杂地质条件下煤矿开采掘进支护技术分析[J].石化技术,2019,26(06):53-54.

作者姓名：王杰. 性别：男. 籍贯：宁夏固原 学历：本科 评审专业：采矿工程