煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究论文_陈宏东,张建民

煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究论文_陈宏东,张建民

延安市禾草沟一号煤矿有限公司 陕西延安 717300

摘要:现阶段,我国社会经济水平显著提升,我国煤矿开采技术在日益发展,尽管煤矿开采企业已经大范围的应用沿空留巷技术,但是在应用中依然存在诸多不足。本文首先概述了沿空留巷技术,然后分析了当前沿空留巷技术在应用过程中的不足,最后提出了沿空留巷技术在煤矿开采中应用的有效措施,以供大家参考。

关键词:煤矿开采;沿空留巷技术;应用

引言

在煤矿开采工作中,沿空留巷技术有利于保留原有巷道,从而在采矿过程中有效保护巷道。其最大的优点是可以最大限度地减少采矿工作中煤的损失和浪费,提高采矿效率,同时保护煤矿巷道。一定程度上,它也保证了采矿工人的安全。巷道支护技术的应用可以保证煤矿开采过程中巷道的完整性,主要应用于煤矿巷道煤炭无底煤开采。沿空留巷技术沿着采空区边缘保留了原有的道路位置,并采用专业技术保护沿采空区边缘的采煤工作面的原始巷道。简而言之,在原始凹槽的位置提供支撑保护。沿空留巷技术具有回收资源,减少煤表面损失的特点,已在国内外得到广泛应用。煤矿的实际使用还存在一些问题。

1沿空留巷技术特点

沿空留巷技术是一种相对新型的技术手段,现在已经被广泛应用到煤矿开采中,对进一步提高煤矿开采效率起到了重要作用。沿空留巷是目前所应用的巷道支护方法中的一种,简单来讲就是沿着采空区域边缘对原回采巷道进行维护,能够对传统采矿技术中留下的保安煤柱进行回收,并重新对上个区段的巷道来进行支护,作为下一个区段施工的巷道,以此来进一步提高煤矿资源的回收率,降低煤体损耗。因其所具有的技术优势,近年来应用越来越多,相应的同时也暴露出了一定问题,还需要做出针对性的调整优化,争取能够将其所具有的功能性充分发挥出来,推动煤矿开采行业进一步发展。

2当前沿空留巷技术在应用过程中的不足

2.1支架技术不先进

在以前的煤矿开采中,通常对井下巷道进行加固时都会选用支架保护技术,这样可以保证开采工作得以正常进行。然而这个支架保护形式是适用于不深的矿井中,如果矿井较浅,容易导致支架受到很大的压力;如果矿井埋藏很深,很大程度上会降低支架的可靠性以及安全性。对于大规模的矿井,必需大量的支架,这样也造成支架保护在大规模矿井开采中的安全使用受到制约。此外,随着科技的日益进步,传统的支架保护已经暴露出越来越多的问题,比如:施工量较大、类型复杂等等,这样根本不能满足当前开采煤矿的实际需求。

2.2开采技术效率低

煤矸石堆法在煤矿开采中应用比较常见,具有生产成本低、操作简单等优势,在矿井顶板支撑中应用已经积累了大量的经验。但是从另一个方面来讲,其隔离可靠性比较低,会存在一定可能造成井下巷道顶板下沉,影响矿井开采的安全性。并且,煤矸石堆法需要有大量物力和人力资源作为支持,无法完全满足煤矿高效工作水平与工作质量要求。

2.3砌墙法支护效果不理想

煤矿开采中,预制块砌墙也属于支护技术的一种,该方式可解决密集支架及矿矸石堆法弊端,但是该方式不可长久使用,多应用于临时支护,无法使顶板及隔离墙紧密结合,支护效果不理想。

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3强化沿空留巷技术的建议

3.1科学支护方式

(1)提前支护。沿空留巷技术顶板及石墙支护是弱点,煤矿开采不断发展过程中,需积极引入先进支护技术及用具。对沿空巷道支护时,受混凝土石墙及顶板连接异常影响,应提前支护,以强度比较大的螺纹锚杆及梯形钢实现良好支护。开采作业面巷道宽度随开采进度不断缩小,支架会发生变形甚至折断,需优化后方动压支护,以临时支护方式,选择钢梁棚、单柱体实现提前维护。(2)强化顶板支护。顶板下沉占据巷道空间,需以不同支护方式强化顶板支护:①矿井混凝土石墙浇筑前,需留有足够空间,以混凝土石墙及金属网实现顶板支护,墙体浇筑厚度控制约1.5m。②以梯形棚实施支护,按照混凝土浇筑方式浇筑,设计锚索,以锚网加强支护,在此基础上,可在锚网支护时融入钢带,强化效果。

3.2不断完善安全事故预防策略

首先,瓦斯是指在煤炭开采过程中,从煤层里面流出的不同类型有害气体。在煤炭开采中瓦斯爆炸是危害性很大的安全事故之一,对开采人员的生命安全会产生威胁。因此,通常在开采现场必须要制定有效的管理方法对瓦斯爆炸进行预防,而且做好严格的控制;在瓦斯爆炸出现时也需要有适合的应对方法。检测过程中必须要定期对瓦斯以及煤的参数进行检测;通风上也要确保通风量是合理的,煤矿企业必须要构建科学合理的通风系统,防止出现串联通风的情况;管理上需要科学制定管理机制,有目的性的检测煤层瓦斯地质条件,掌握其分布的主要位置,而且对煤矿开采和瓦斯之间实行分类管理。通过采用适合的防治方法,可以在很大程度上减少煤炭在开采中瓦斯爆炸的发生率。其次,通风系统。一般来说,设立通风系统是在矿井巷道浇筑过程中完成。抽放钢管的间隔距离应当控制在9m,而且在采空区域准确连接抽放瓦斯的装置,获得良好的气体流通效果,迅速排出泄露所有的瓦斯,确保瓦斯浓度可以控制在合理的范围内,防止由于浓度偏高出现瓦斯爆炸的情况。

3.3完善顶板支护

如果顶板出现下沉问题,将会占据部分的巷道空间,因此必须要重视此问题,选择不同支护方式来对顶板支护进行完善强化,避免下沉问题的发生。要求在浇筑矿井混凝土石墙之前要预留足够的空间,然后利用混凝土石墙和金属网来完成顶板支护,且控制墙体浇筑厚度在1.5m左右。另外,选择梯形棚来进行支护处理,应用混凝土浇筑方式浇筑,设计锚索,并采用锚网来对支护效果进行强化,提高支护效果。

3.4借助混凝土提高煤矿巷道力度

在煤矿工作中通过增加混凝土石墙的数量与保护点,来减少出现矿井中顶板下沉情况,对于巷道整体的稳定性有很大程度的提高。因为混凝土具有硬度高、韧性好和强度大等特性,有效提高其承载能力,因此在建筑行业得到了非常广泛的应用。而在煤矿开采中运用混凝土不但能够加强巷道的承载能力,还能保证煤矿开采的安全进行。在煤矿开采过程中,通常会选择用石墙构造的混凝土,这样一来就需要在煤矿开采过程中,对混凝土石墙进行动态调整,即在煤矿开采深度增加的同时,延长混凝土石墙的长度。同时,当混凝土石墙存在倾斜时,就会造成巨大的压力,这时可以设置一定标准的木桩在煤层与石墙接触的部位,进而起到支护作用,提高混凝土石墙的支护力度,有效减少矿井顶板下沉程度。

结语

综上所述,目前中国煤炭经济发展迅速,产业实力逐步提升,沿空留巷技术主要为煤矿开采提供辅助性服务。笔者结合自身工作经验,对某一工程实例进行分析,可以看出,沿空留巷技术有利于保留原有巷道,从而在采矿过程中有效保护巷道,也可以最大限度地减少采矿工作中煤的损失和浪费,提高采矿效率,同时保护煤矿巷道。但是,需要指出的是,虽然现阶段沿空留巷技术具有回收资源,减少煤表面损失的特点,已在国内外得到广泛应用,但是未来一段时间,需要本行业继续深耕此技术在实际工程中的应用问题,并不断完善沿空留巷技术,为行业发展注入新的活力。

参考文献

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论文作者:陈宏东,张建民

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年20期

论文发表时间:2020/1/9

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