探析采矿工程巷道掘进和支护应用论文_柴化辉

探析采矿工程巷道掘进和支护应用论文_柴化辉

中煤新集能源股份有限公司新集二矿 安徽省淮南市 232100

摘要:随着矿井开采深度的增加,采掘工作不断向深部发展。但是,深井开采存在着一系列的问题,例如巷道易变形、围岩破碎、地压大,当前的技术无法充分控制巷道的变形,从而对煤矿施工安全产生影响。因此,本文对采矿工程巷道掘进技术要点与支护技术要点进行了分析,对采矿工程巷道掘进支护技术影响因素进行了阐述。

关键词:煤矿巷道;掘进施工;支护技术;

1采矿工程实施中巷道掘进技术要点的分析

1.1瓦斯排放

瓦斯排放是整个巷道掘进工作中必须重视的问题,否则就可能因此引发安全事故。所以在掘进工作中,应切实注重矿井通风工作的开展,从而及时将掘进面瓦斯有效排除,严格按照有关要求满足瓦斯排放的需要,尤其是应注重瓦斯浓度的检测,才能及时掌握异常的情况,从而更好地避免瓦斯浓度过高引发的安全问题。

1.2巷道支护

巷道支护施工是整个掘进施工中最为关键的环节,所以在巷道支护施工中,只有针对性地采取巷道支护技术,才能更好地促进整个掘进工作顺利的实施。这就需要掌握常见的巷道支护技术要点。但不管采取哪种巷道支护技术,都应切实掌握其技术要点,确保其与巷道掘进施工任务实施的匹配性,才能更好地提高巷道质量和确保巷道掘进安全。

1.3通风防尘

在采矿掘进工作中,在做好上述工作的基础上,做好通风防尘工作也是一项十分重要的内容。因而必须重视通风防尘工作的开展。而这一工作就需要针对性地选择通风机的型号、数量和位置。一般而言,主要是可结合巷道掘进所需的风量和风压,针对性地对通风机类型进行确定,常见的以压入式通风机为主,所以应结合所确定的位置和数量,切实掌握其安装技术要点,并配备配套的风筒,促进风机作用的发挥,同时还要尽可能避免出现漏风和涡流的情况,且在投入使用之前应对其性能进行试验,确保整个通风系统能满足不同环境下通风的需要。而在通风系统运行过程中,还应加强对其风量的检测,做好可能出现的各种情况的预案,尽可能确保风量能满足通风需要。而在此基础上,就需要做好防尘除尘工作的开展,尤其是产生的粉尘可能具有可燃性,若忽视对其的处理,势必会因此导致安全事故发生。因而在通风的基础上,还应配备相应除尘系统,采取针对性除尘方式,尽可能地将粉尘给掘进工作带来的影响降到最低。

1.4光面爆破

光面爆破技术也是采矿工程中常用的巷道掘进技术之一。常见的光面爆破有修边法、预裂法和轮廓线等光爆技术。不管采取哪种光爆技术,核心在于确保周边爆破眼布置的精准性,还有装药量和爆破眼的间隔等,应结合巷道掘进时的围岩情况进行针对性计算,从而在确保试验达标后才能应用于光面爆破中,从而更好地确保光面爆破质量,最大化确保整个巷道掘进工程得以顺利高效的实施。

2支护技术

2.1预留煤柱

预留煤柱是一种非常重要的巷道支护形式,巷道下区段处于回风区域,上区段处于运输区域,在巷道下区段和上区段都要预留煤柱,减少回风平巷区域的支撑压力,这种预留煤柱支护形式操作控制比较简单,便于巷道的通风和排水,但是其支护耗费往往比较大,若巷道底部受到煤柱支撑压力挤压,会影响巷道的安全性和稳定性,并且在临近巷道煤层区域,为了保障掘进施工安全,应尽量消除煤层冲击隐患,合理控制预留煤柱的宽度,加强煤柱设置管理。

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2.2可缩性支架

在巷道中设置可缩性支架,其承载负荷能力主要包括极限承载负荷能力和实际承载负荷能力,在可缩性支架收缩过程中,能够快速反映出这种承载能力,并且可缩性支架和连接件工况往往受到巷道实际负荷承载能力影响。可缩性支架在巷道刚性支撑过程中,极限承载力往往表现为可缩性支架最大承载能力。通常情况下,巷道的实际承载能力小于极限承载能力,而为了尽量缩小二者之间的差距,应使可缩性支架市场处于最佳的支护状态。

2.3矿用支护型钢

在实际应用中,矿用支护型钢的抗拉、抗压和抗剪性较高,由于煤矿巷道施工环境比较恶劣,这对于支护型刚的应用要求比较高。同时,煤矿巷道支架承担着大部分的横向荷载和纵向推动力,并且抗弯截面模量会直接影响支护型刚断面结构,结合煤矿巷道支架的实际承载负荷能力,合理控制抗弯截面模量,根据煤矿巷道接触面面积和滑移平稳度,选择合适几何形状的支护型刚,确保其处于最佳的受力状态。

3采矿工作巷道掘进支护技术影响因素

3.1巷道围岩强度

为实现有效的巷道保护支撑,直接面对的就是巷道围岩坚硬程度问题。如果围岩强度可以实现随着锚杆支护支撑作用不断增加时,可以实现支撑力度的不断增强。主要考验围岩对地质应力的载荷能力,如果围岩的载荷能力良好,在地应压力过大时,也会使得顶板的位移变化较小,实现较好的支撑保护作用。因此,煤炭采掘巷道的围岩掘进锚杆支护技术应用过程中,必须着重考虑围岩的强度问题。

3.2地应力

矿山压力的作用会对煤炭开采造成一定的危害,比如围岩变形断裂或挤压巷道,挤压使得岩体离散或位移、煤层被压松、人工支撑物挤压变形或断裂,甚至出现岩层及地表位移或塌陷事故的发生。由于矿山压力作用,使得围岩、煤层、各种人工支撑及填充物进行力学挤压作用的现象统称为“矿山压力显现”。矿山压力显现对煤炭开采工作的危害性很大,如果处理不当会造成施工安全事故,甚至是人员伤亡。为有效控制矿山压力显现,在煤炭开采作业时要进行工作面支撑保护及采空区处理操作,实现对围岩变形与应力场改变进行有效的控制,实现安全作业。现代主流回采工作面支撑保护手段就是控制好顶板岩层,因此,将工作面支撑保护与采空区处理统称为顶板管理的支护技术。

3.3巷道断面形状及其尺寸

在煤炭采矿工程巷道掘进施工过程中,需要对巷道四周的围岩应力进行支撑与调整,在这一过程中,巷道掘进施工过程形成不同的断面形状会产生不同的应力分布,因此要对断面的形状进行合理控制,使其对应力分散起到较好的作用。

总结:煤炭作为一种重要的不可再生资源,被广泛的应用在机械、化学、冶金、能源等行业。煤矿巷道掘进施工和支护是煤矿开采过程中的关键环节,为实现对煤炭开采高效、稳健及安全的发展,不断提升煤炭的开采产量,在实际施工过程中必须做好巷道的掘进及支撑保护工作,安全的巷道不仅可以实现煤炭的及时运输,更关乎技术工作人员及煤矿工人的生命安全,因此,必须对巷道掘进及支护技术进行深入研究,实现安全生产。

参考文献:

[1]刘晓光.浅谈支护技术在煤矿巷道掘进中的应用[J].中国新技术新产品,2013(9):123.

[2]王峰峰.煤矿巷道掘进施工技术要点分析[J].现代矿业,2015(8):240-241.

[3]刘国忠.浅析煤矿巷道锚杆支护技术的应用与优化[J].机械管理开发,2017(3).

论文作者:柴化辉

论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期

论文发表时间:2018/3/14

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