摘要:随着煤炭需求量的增加,露天煤炭开采已经无法满足其需求,这就使煤炭井下开采量逐渐增大。支护技术是煤矿井下安全生产的基础,在保障井下掘进工作的安全进行、提高采掘效率,增加煤炭产量方面起着重要性作用。支护形式主要有预留煤柱和型钢支护,巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用,应当根据巷道的实际情况,选取合适的支护技术方式,加强对现场勘查,制定合理的支护方案,建立健全支护监测制度,及时对支护设备维护和更新,加强对施工人员的技术培训等,多创并举,确保煤矿井下掘进工作的顺利开展。
关键字:巷道支护技术;煤矿;问题;对策
煤炭资源是现代社会生产生活中必不可少的一种资源,它对我国经济发展起着重要作用。近年来,我国煤炭企业正面临着严重困难的局面,在产能上出现了明显的下降趋势。因此,探讨煤矿井下掘进支护技术的应用是十分必要的。巷道支护技术能够保证煤矿井下掘进的顺利进行,对煤矿的安全生产起着重要作用。支护技术是煤矿井下安全生产的基础,日益复杂的地质条件和恶劣的施工环境,也给支护技术在煤矿中的应用提出了一些新的问题。
1巷道支护概述
1.1巷道支护技术
对于巷道支护技术而言,不管是从方法手段,还是从理论层面来说,它都具有多元化特性。从宏观层面着手,主要存在围岩支护、加固与多元支护等不同技术。其中围岩支护也是被动支护,以金属支架支护为代表,借助金属支架作用于巷道围岩表面,以此来规避或者控制围岩变形。此种支护属于临时性支护,在具体的使用过程,存在一定的隐患,安全性不高;围岩加固属于主动支护,以锚杆支护为主,随着技术的发展,该技术日益成熟,支护力度作用于围岩中的巷道,不仅可支护巷道围岩表层,还可调整围岩变形周期;多元支护是一种最为常用的巷道支护技术,也被叫做复合支护,同时使用几种支护形式。
1.2支护形式
1.2.1预留煤柱
这是一种传统的支护。在巷道中,因其上区段为运输平巷,其下区段是回风平巷,所以,可提前在这两个部分预留充足的煤柱,进而保证回风平巷可规避支撑压力峰值。此种支护比较简单,便于通风排水。然而,此种支护也存在缺点,成本耗费较多,若煤柱出现严重损失,则会加大维护系数度;若把煤柱支撑压力转移至底部,则可能降低周边巷道的牢固性,还会影响周边煤层的开采工作。
1.2.2型钢支护
型钢的刚韧性较强,并具有较高的抗压性和较强的抗剪能力等。在巷道中,内部支架主要肩负横向负载,承受纵向推图动力,因此,应从水平和纵向着手来准备所能承受的负荷能力。同时,抗弯截面模量还会影响型钢断面的几何指标,由此可知,尽可能保证抗弯截面模量等同于巷道支架所具备的承负能力。另外,型钢的几何外形还会影响支架的性能。在处理和调整支护型钢外形时,应尽量符合临界面面积,适应平稳性标准,确保受力处于良好状态。
2煤矿井下巷道支护的常见问题
从实际情况来看,煤矿井下巷道支护技术应用过程中还有诸多问题有待解决,这些问题主要体现在围岩产生变化或破坏。煤矿井下巷道掘进过程中围岩的岩体在遇到水之后比较容易发生膨胀,加上受到大挤压力造成围岩变形,这样就对支护结构造成影响,比较容易发生冒顶事故。煤矿井下巷道支护技术影响因素比较多,煤矿地质构造及施工工艺等都是重要的影响因素。(1)从煤矿的地质构造的因素影响上来看,地质条件比较好的能够提升作业效率,但地段比较复杂的就会受到诸多影响,影响支护技术的应用效果;(2)施工工艺因素方面也对支护技术的作用发挥产生影响,煤矿巷道掘进过程中主要采取钻爆法并以锚喷支护为重要支护方式,但实践过程中装药量及炮眼等都比较缺乏精确度,降低锚网喷支护质量。
3支护技术在煤矿掘进中的应用对策
在煤矿井下掘进过程中,出现问题大多是由地下土层、岩层或围岩出现变化所致。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆尤其是遇水后,岩石土层便出现膨胀,加之外来的挤压力,极易造成岩石土层发生变形,引发井下掘进坍塌事故。对于地质构造简单的岩层,出现上述问题的可能性较好,因而掘进效率能够满足井下开采要求。而地形相对复杂的区域,则会直接影响巷道掘进,需进行巷道掘进支护。
3.1根据巷道的实际情况,选取合适的支护技术方式
井下的掘进生产中,目前较为常见的支护方式主要有锚杆支护、锚喷支护、液压支柱。在巷道掘进中具体选择何种支护方式,必须考虑围岩的强度以及围岩的发展和运动状态。因此,在井下选择支护方式非常重要,要勘查好巷道的实际情况,然后选取较为合适的支护方式,例如需要对围岩的强度进行提高的时候,则可以选取锚杆支护的支护方式,改善围岩的运动状态,则需要选取支架和混凝土等支护方式,在稳定性较好的巷道建议选用刚性支护,而不稳定的巷道建议选用具有伸缩性的支护。
3.2加强对现场勘查,制定合理的支护方案
支护方案的制定的是否合理,直接影响着支护效果,因此要首先加强对施工巷道现场的勘查,对围岩的特性做深入了解,才能制定较为贴切的支护方案,笔者认为,支护方案中可以允许巷道围岩有一定的变形,围岩的微小变形,可以使围岩表层岩体在发生破碎时,释放部分应力,进而可以更好的,减小围岩的变形量,在支护方案中的制定过程中,可以使用多种支护技术相互配合,以及多种组合支护方式进行支护方案的设计。
3.3建立健全支护监测制度
健全的支护监测制度,可以使井下人员更好的掌握围岩发展状态的参数,以及其运动规律和支护方案的实际效果,因此,必须加强对支护系统的监测,以便掌握全面、准确的监测信息,通过分析监测数据,一方面可以对巷道支护的实际情况进行跟踪,另一方面也可以对围岩情况进行分析和预测,进而从中寻找安全隐患并及时做出改进,同时,完善的支护监测制度,也可以为支护方案的设计提供重要的实践依据。
3.4及时对支护设备维护和更新
近几年,随着深部矿开采的日益增多,国家和相关企业投入了很多资金和精力去研发深层支护技术,也涌现出了不少技术成果,但是研究层面和施工层面的脱节,使得新技术在井下掘进区的应用情况不好,尤其是,井下的支护设备老化,资金投入较少,使得新技术无法再井下使用,因此,应该引进新的支护技术的同时,不断加强支护设备的维护,使支护设备与新支护技术相适应,更好的实现对新技术的应用。
3.5加强对施工人员的技术培训
支护应用水平直接关系到企业的生产效率,以及企业的整体经济效益,因此,应该加大资金的投入和宣传、对施工人员进行技术培训,井下工人熟悉应用新的支护技术和支护工艺,并将工艺原理培训和施工实训考核相结合,使井下工人的技术水平够跟上新工艺和新设备的推广速度。
4结束语
巷道支护技术作为矿井采掘安全施工的基础,在不断变差的地质条件下和日益恶劣的地下施工环境中扮演着非常重要的角色。但是新的经济体制的出现以及社会发展的新需要对煤矿开采业提出了更为严峻的考验。所以研究煤矿井下掘进工作中支护技术的应用是尤为重要的,本文通过对巷道支护技术的系统分析,提出了几点合理化建议和对策,以此表明巷道支护技术对煤矿地下工程的重要意义。
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论文作者:孙立虎
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/25
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