煤矿巷道支护技术及其应用改进论文_张明

煤矿巷道支护技术及其应用改进论文_张明

山东省枣庄市滕州市张汪镇田陈煤矿 山东枣庄 277100

摘要:近年来,我国经济发展十分迅速,煤矿的开采越来越受到关注。做好煤矿掘进支护技术是保障煤矿安全生产和预防事故发生的关键。首先对煤矿巷道支护的发展进程进行阐述,接着对目前煤矿巷道中快速掘进技术进行总结,分析这些技术在巷道掘进中的具体实施情况,并提出煤矿掘进支护技术的改进优化措施,以供借鉴。

关键词:煤矿巷道支护技术;应用改进

引言

煤炭行业是我国工业生产中热力能源的主要来源,在中国经济发展过程中有着非常重要的作用。但是煤炭的开采是一种高危险性的工作,所以在正常的煤炭开采过程中任何一项技术的应用,最首要考虑的因素应该是保证煤矿运营的安全,其次才是煤矿的开采效率。煤矿巷道是煤矿工作人员每天出行的通道,其支护技术的应用必须具有保证高质量的安全性能。近年来,经过经验借鉴与多次的实践总结,我国煤矿巷道支护技术有了很大进展。但是不同的煤矿巷道支护技术,在应用过程中仍然问题重重,相比于发达国家的煤矿巷道支护技术距离甚远。所以通过对现有的煤矿巷道支护技术进行研究分析,以帮助工作人员更好的在支护技术运用过程选择更合适的技术,对于保证煤矿的运营安全有非常重要的意义。

1煤矿巷道支护原理

煤矿巷道支护的原理是通过采取合理可行的支护技术和支护措施将围岩巷道进行固定,以达到提高巷道稳定性和安全性,有效控制巷道围岩变形的目的。在科学技术的推动下,煤矿巷道支护技术也得到了一定的发展和完善,相关理念和理论也在不断进步,现代煤矿巷道支护技术应用中更加突出巷道自稳能力的作用,而不再是一味追求支护体刚度的增强,从而促进巷道稳定性和安全性的提高。巷道支护原理的改进与优化,有助于围岩力学性质的完善和改进,能够有效的提高巷道围岩的承载能力。因此,相信未来随着巷道支护原理的不断改进,支护技术将会更加完善,巷道支护的稳定性更强,为煤矿采掘提供保障。

2常见煤矿掘进支护技术

2.1砌碹支护技术

砌碹支护技术是煤矿巷道支护中早期应用较为广泛的一种支护方式。砌碹支护技术属于刚性支护技术,所用原料多为石材,因此也叫石材支护。砌碹支护种类多样,根据所用材料的不同,可分为料石支护、混凝土支护、钢筋混凝土支护等。砌碹支护具有施工简便、操作简单等优点,但其缺点也很明显:一是需要养护时间,不能立刻产生支撑力;二是施工的人员劳动强度大,无法机械化作业,施工速度慢,对快速掘进具有较大影响;三是需要增加临时支护,综合效率比较低。砌碹支护的这些缺点在很大程度上限制了其应用范围,但其技术应用在很多特定形势下仍具有较强的适用性,如围岩破碎较为严重或不稳定的巷道地段、巷道大面积淋水或局部涌水、存在化学腐蚀的巷道地段等。砌碹支护形式坚固耐用、防火防水,在中、小矿井中,或在其他支护不适合的地质条件下采用,具有良好的应用效果。在料石砌碹巷道的稳定性研究方面,相关结果表明,拱顶易受拉最先破坏,巷道跨度增大时,拱顶传递到两直墙的载荷超过直墙极限承载能力,直墙将先于拱顶受压破坏;影响碹体稳定的因素有巷道的跨度、直墙厚度、料石强度和顶板对碹体载荷分布状态。

2.2锚杆支护技术

目前使用最广泛的支护技术是锚杆支护,这是一种主动支护技术。锚杆支护在进行发挥的支护作用主要表现在三个方面。其一,悬吊作用,即通过锚杆的悬吊力将容易脱落的尾牙悬挂在坚硬的围岩上;其二,围岩补强加固作用,是指锚杆的存在会使围岩达到三向受力平衡的状态;其三,组合梁作用,具体表现在通过锚杆与组合梁结构形成一个有机整体,从而便于分散板梁所承受的作用力。

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2.3永久性支护技术

这种支护技术的材质是混凝土,所以又称混凝土的永久支护技术。永久性支护主要是指在煤矿中进行混凝土支护、锚网喷护等诸多工作,确保煤矿围岩结构不会受到破坏。在掘进支护工作中,要合理确定施工距离,并保证所选择的锚杆能够符合煤矿实际情况。并在锚杆安装完毕后,埋好作为喷射厚度的标钉,然后进行混凝土喷洒工作,只有确保混凝土喷洒层达到规定厚度后,才可以投入使用。混凝土喷洒完毕后,作业人员需要进行钢筋网安装工作,并在其表面再喷洒一层混凝土,提高煤矿井下围岩的密实度,保证煤矿开采工作中不会发生坍塌。

3煤矿掘进支护技术的改进优化措施

3.1做好巷道的地质勘探工作

在煤巷快速开采掘进前,首先要做好开采的区域勘探工作,了解当地的水文地质条件,尽量选择条件较好的煤层,克服地质条件给煤巷采掘进带来的不利影响。第二是要合理地布置巷道,在巷道开采时要注意发生不稳定围岩的现象,合理科学的支护技术,可以将围岩和支护体组成一个整体,很好地承载围岩,确保掘进安全,提高开采效率。

3.2加强材料检测

支护材料的质量决定着煤矿掘进支护的紧固程度,支护材料的质量越高,其对整个作业的顺利开展则更为有利。一些煤矿企业为了节约生产成本,选用低质量、低成本的支护材料,无法起到稳固煤矿内围岩层的作用,以致于矿难事故接连发生。例如有的煤矿企业在掘进支护过程中使用的工具为硬水泥块锚杆。因此,要加强对支护材料的强度和支护效果检测,保证锚杆锚索拉拔力,进而确保掘进支护作业的安全性,避免人员及财产的不必要损失。

3.3有效提升掘进支护技术

选择适合该矿井的支护技术,是提高掘进效率的关键。要结合巷道断面的围岩承载情况,合理选择支护技术。比如在巷道煤层稳定的岩层且巷道变形较小,可以采用喷浆支护技术;在煤层巷道稳定,顶侧压力较小的巷道可以采用锚杆或锚网支护技术;巷道变形严重,可以采用便于维护的U型钢支护技术。根据具体情况,还可以同时选用两种支护方式,使这两种方式优势互补,共同发挥作用,保证围岩的稳定,如可采取锚杆锚索联合支护的方法。有时还可以对前探梁和液压支柱进行适当运用,煤矿掘进支护整体质量的保证需要顶梁布置方式的支持,布置顶梁的时候通过单体液压支柱完成。具体操作方式为先确定前探梁位置,调整好间距,并清除巷道里的障碍物,保证前探梁顺利移动。单体液压支柱支护布置严格限制支柱间距为1.5m,而且顶梁要垂直。液压支柱施工能够满足煤矿掘进支护要求,对支护布局较为有利。

结语

总而言之,随着煤炭资源的不断开发利用,煤炭资源总量在不断减少,煤矿企业面临的开采条件越来越复杂,巷道支护变得越来越重要。煤矿企业应该充分考虑巷道施工现场的实际情况,选用最佳的巷道支护技术,同时要注重锚杆支护技术的应用和创新,更好地提高巷道的稳定和安全性,保障矿井安全生产,促进企业的发展。

参考文献

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论文作者:张明

论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期

论文发表时间:2019/9/21

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