導(dǎo)語：在煤礦巷道安全掘進(jìn)技術(shù)研究的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

目前，中國煤礦大多是地下開采，需要掘進(jìn)大量的巷道以服務(wù)于生產(chǎn)。隨著煤礦開采深度的增加，煤礦巷道掘進(jìn)所面臨的地質(zhì)條件也變得日益復(fù)雜，而且中國煤層多經(jīng)歷了地質(zhì)運(yùn)動(dòng)作用，生產(chǎn)地質(zhì)條件本身就比較復(fù)雜。在這種情況下，巷道掘進(jìn)作業(yè)很容易誘發(fā)一些煤礦地質(zhì)災(zāi)害，例如突水、沖擊地壓等[1-3]。因此，在復(fù)雜地質(zhì)條件下，實(shí)現(xiàn)煤礦巷道的安全掘進(jìn)尤為重要。本文圍繞煤礦一些常見的復(fù)雜地質(zhì)條件的特點(diǎn)展開論述，重點(diǎn)探討了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜條件下巷道安全掘進(jìn)的措施。

1煤礦常見的復(fù)雜地質(zhì)條件

在煤礦生產(chǎn)中，遇到的地質(zhì)條件有多種，主要包括高應(yīng)力、軟巖、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯突出危險(xiǎn)性和承壓水等[4-8]。認(rèn)識(shí)這幾種地質(zhì)條件的特點(diǎn)，有助于找到合適的掘進(jìn)技術(shù)。

1.1高應(yīng)力

隨著煤礦開采深度的增加，地應(yīng)力呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，如圖1所示。目前，中國煤礦已經(jīng)進(jìn)入到深部開采時(shí)代，平均開采深度達(dá)到800m，并以每年8～12m的速度繼續(xù)增加。當(dāng)?shù)貞?yīng)力正常時(shí)，地下800m深處的垂直應(yīng)力可以達(dá)到21.6MPa。由巖體力學(xué)與彈性力學(xué)可知，當(dāng)圍巖的應(yīng)力增加，巷道周邊的塑性區(qū)范圍擴(kuò)大時(shí)，需要的支護(hù)力也大幅度增加。此外，高應(yīng)力帶來的一個(gè)顯著問題是巷道沖擊地壓或巖爆。目前，這個(gè)問題依然是一個(gè)世界性難題。當(dāng)發(fā)生沖擊地壓或巖爆時(shí)，巷道的某一段會(huì)出現(xiàn)大范圍的損壞，這對(duì)安全生產(chǎn)危害極大。

1.2軟巖

軟巖是巷道掘進(jìn)過程中遇到的一種非常棘手的地質(zhì)條件。隨著進(jìn)入深部開采之后，地應(yīng)力增加，出現(xiàn)了工程軟巖（高應(yīng)力條件下巖石強(qiáng)度降低）。在開挖過程中，巷道容易出現(xiàn)較大的變形，若不進(jìn)行有效的支護(hù)，則巷道很可能不能正常使用。與此同時(shí)，軟巖變形具有很強(qiáng)的時(shí)間效應(yīng)，呈現(xiàn)了一定的流變特性，巷道高度可能降低50%。由于軟巖的地質(zhì)條件不同，所采用的支護(hù)方式存在一定的差異，這使得軟巖巷道的支護(hù)變得異常困難。

1.3地質(zhì)構(gòu)造

煤礦掘進(jìn)過程中不可避免地會(huì)遇到各種地質(zhì)構(gòu)造。常見的地質(zhì)構(gòu)造主要有陷落柱和斷層。陷落柱是在地下水作用下形成的一個(gè)碎石帶（見圖2），這個(gè)碎石帶具有良好的導(dǎo)水特性，且區(qū)域附近的頂板較為破碎。在巷道掘進(jìn)過程中，穿過陷落柱所在的區(qū)域時(shí)很容易引發(fā)突水和冒頂事故。斷層是地殼運(yùn)動(dòng)形成的巖層斷裂區(qū)域。常見的斷層可以分為正斷層、逆斷層和周向斷層。在掘進(jìn)穿過斷層所在的區(qū)域時(shí)，會(huì)對(duì)斷層造成擾動(dòng)，使得斷層發(fā)生活化，進(jìn)而誘發(fā)一系列的災(zāi)害。常見的斷層災(zāi)害主要有斷層沖擊地壓、斷層突水等。斷層災(zāi)害的強(qiáng)度與斷層的大小，也就是落差存在較大的關(guān)系。
1.4瓦斯突出危險(xiǎn)性

在一些情況下，需要在煤層中掘進(jìn)巷道。由于煤層中殘留一些瓦斯，這些瓦斯在一定條件下會(huì)突出，在發(fā)生突出后，巷道內(nèi)會(huì)充滿大量的瓦斯。掘進(jìn)頭屬于獨(dú)頭巷道，通風(fēng)非常不便，很容易引發(fā)瓦斯爆炸事故。目前，煤與瓦斯突出的機(jī)理尚不明確，這使得預(yù)防瓦斯突出存在巨大的困難。

1.5承壓水

一般情況下，巷道掘進(jìn)不會(huì)穿過含水層，但是，有時(shí)掘進(jìn)時(shí)會(huì)穿過承壓水所在區(qū)域。由于巷道周圍會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，當(dāng)承壓水與巷道的距離較近時(shí)，承壓水會(huì)沖破巖層涌入到巷道中，這使得掘進(jìn)工作面在短時(shí)間內(nèi)被淹。進(jìn)入深部開采后，承壓水的壓力增加，掘進(jìn)過程中發(fā)生水害的可能性也會(huì)增加。

2復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道安全掘進(jìn)分析

以上重點(diǎn)分析了各種地質(zhì)條件對(duì)煤礦巷道掘進(jìn)的影響。為了實(shí)現(xiàn)巷道的安全掘進(jìn)，應(yīng)該從做好地質(zhì)勘探工作，做好安全預(yù)警和預(yù)案，做好現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作和采用先進(jìn)的掘進(jìn)技術(shù)入手[9-13]。

2.1做好地質(zhì)勘探工作

為了能有效地應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道的掘進(jìn)，應(yīng)該做好地質(zhì)勘探工作。除了早期獲取的地質(zhì)資料以外，還應(yīng)該對(duì)巷道掘進(jìn)所在的區(qū)域進(jìn)行精查，以獲取詳細(xì)的地質(zhì)資料。在礦井建設(shè)初期，為了節(jié)省成本，獲取到的地質(zhì)資料精度較低。針對(duì)這種情況，應(yīng)該結(jié)合物探方法和鉆探方法對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行精查。經(jīng)常采用的物探方法是瞬變電磁法。采用瞬變電磁法可以查出掘進(jìn)頭的一些地質(zhì)構(gòu)造異常區(qū)域（見圖3），從而為做好施工方案提供參考?？紤]到水和瓦斯都是一種流體，應(yīng)該定期測(cè)量掘進(jìn)區(qū)域的瓦斯壓力和水壓，進(jìn)而制定較為安全的施工方案。

2.2做好安全預(yù)警和預(yù)案

考慮到復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道的掘進(jìn)存在較大的危險(xiǎn)性，為此，應(yīng)該做好安全預(yù)警和預(yù)案。例如：當(dāng)巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛瘸^了安全值，警報(bào)器應(yīng)該立即發(fā)出警報(bào)，并切斷掘進(jìn)頭內(nèi)設(shè)備的電源。在掘進(jìn)頭處發(fā)現(xiàn)涌水異常時(shí)，應(yīng)該立即拉響警報(bào)，將有關(guān)人員撤離到安全區(qū)域。在發(fā)生一些危險(xiǎn)情況后，應(yīng)該快速反應(yīng)，制定有效的應(yīng)急施工措施。例如：當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因，并調(diào)整局部通風(fēng)方式，進(jìn)而迅速排出工作面內(nèi)的瓦斯；當(dāng)發(fā)生透水事故時(shí)，應(yīng)根據(jù)涌水量采用注漿的方式進(jìn)行堵水。注漿加固堵水工藝包括鉆孔、封孔、制漿液、注漿等，具體如圖4所示。此外，還應(yīng)該對(duì)已經(jīng)完成支護(hù)的巷道變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦巷道的變形量超過了設(shè)計(jì)值，則應(yīng)該采取相應(yīng)的臨時(shí)支護(hù)措施，以免巷道失穩(wěn)進(jìn)而影響巷道的安全使用。

2.3做好現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作

在巷道掘進(jìn)工作面內(nèi)，不但工人數(shù)量較多，而且施工工序較多，因此，需要做好現(xiàn)場(chǎng)施工管理。具體應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：a)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的施工方案施工，不允許出現(xiàn)偷工減料的現(xiàn)象。b)工人要規(guī)范操作，不能違規(guī)操作。由于工人的素質(zhì)參差不齊，施工時(shí)很容易出現(xiàn)違反安全規(guī)程的情況。c)嚴(yán)格控制控頂距，以免發(fā)生冒頂事故。d)做好現(xiàn)場(chǎng)的瓦斯、水和通風(fēng)管理。2.4采用先進(jìn)的掘進(jìn)技術(shù)隨著無煤柱開采技術(shù)的廣泛應(yīng)用，許多巷道都是單巷掘進(jìn)，巷道掘進(jìn)過程中會(huì)遇到嚴(yán)重的通風(fēng)問題。在軟巖地質(zhì)條件下，掘進(jìn)巷道很容易出現(xiàn)大變形的情況。針對(duì)這些狀況，需要采用更為先進(jìn)的掘進(jìn)方式。目前，許多煤礦采用綜掘機(jī)對(duì)巷道進(jìn)行掘進(jìn)，不僅掘進(jìn)效率低，而且還面臨許多安全問題。隨著掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，適用于煤礦生產(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)（見圖5）已經(jīng)被研發(fā)出來，極大程度上解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下的巷道掘進(jìn)問題。盾構(gòu)機(jī)自帶有破巖、通風(fēng)、排水和支護(hù)系統(tǒng)，特別適用于深部巖巷的掘進(jìn)。

3結(jié)語

復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦巷道安全掘進(jìn)是煤礦企業(yè)面臨的重點(diǎn)問題之一。分析了煤礦復(fù)雜地質(zhì)條件的幾種情況，主要有高應(yīng)力、軟巖、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯突出危險(xiǎn)和承壓水等，探討了實(shí)現(xiàn)巷道安全掘進(jìn)的技術(shù)措施，以期為復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦巷道的安全掘進(jìn)提供一定的參考。

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作者:李會(huì)旗 單位:高平市應(yīng)急管理局