摘要:近年来,我国对煤矿资源的需求不断增加,煤矿开采越来越多。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:快速掘进;巷道掘进;支护技术
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煤矿巷道主要支护技术种类及其应用分析
2.1砌渣支护技术
在煤矿行业开采过程运用最早的一项巷道支护技术就是砌渣支护技术,它的最主要特点是能够运用到位置特殊的煤矿巷道围岩表面进行巷道支护,维持巷道围岩的稳定性,一直被沿用至今。砌渣支护技术在煤矿巷道运用过程中简单、方便,但是其主要缺点是运用的时候成本高效率低、工作量非常大,使得该技术的应用具有一定的局限性。砌渣支护技术属于支撑式支护技术的一种,由于其使用过程方便简单,经常被用于煤矿巷道中的加固作用。该技术按照混凝土浇筑方式的不同分为现浇混凝土和混凝土砌块两种方式。运用这种方式作为煤矿巷道的支护技术时,需要注意到煤矿巷道岩层的稳定性,只有在稳定性好的煤矿巷道才能使用该技术发挥作用,如果看到岩层经常发生改变,砌渣支护技术的支护作用非常有限,这也是限制其大规模广泛使用的主要因素。
2.2棚式支架支护技术
作为一种应用最为广泛的支架支护技术,这种相对被动的支护方法,主要可以对巷道围岩进行支护。一般采用金属木制材料,在根据巷道围岩截面的不同进行相应的贴合设计,在特殊的位置使用U型钢、工字钢等材料对巷道围岩进行支护。但是此类支架支护在地质条件较复杂的地方效果较差。
2.3锚杆支护技术
锚杆支护技术是基于棚室支护技术优化而来的,利用锚杆的支护加固性来实现巷道围岩变形的有效控制,增强煤矿巷道支护的稳定性。锚杆支护技术的优点在于支护效果好、施工简便、成本低、安全性高。锚杆支护技术在实际应用中,技术人员要深入研究现场的具体情况,确定合理的锚杆预应力,构建完善的锚杆支护体系,充分发挥锚杆预应力的作用。实践表明,锚杆技术的应用不仅有助于锚固区围岩变形的有效控制,同时还能够保证巷道岩体的稳定性和完整性,因此,该技术是当前煤矿航巷道支护的主要应用技术。
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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提高对软岩巷道的支护措施
通常情况下可以对巷道使用二次支护,起到双重保护。这样做的目的不但可以确保第一次支护的柔性,而且能提高支护体的强度,同时第二次支护能够使围岩发生形变,围岩可以提前释放一部分应力,保证围岩的安全稳定性。针对性地进行考察研究,更好地去对软岩巷道进行保护,为了防止周围岩较脆弱巷道的脆弱区域扩大,可以采取锚梁支护对围岩加固,以此来提高围岩的约束力,保障巷道的安全。
3.3构建完善的支护监测制度
煤矿企业在锚杆支护技术应用中,应该充分重视支护系统的监测,并通过对监测数据结果的分析、处理,掌握巷道支护的具体情况,预测围岩可能发生的变化并采取积极有效的防范措施,同生,监测制度的完善还有助于更好地制定支护方案。
3.4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。
3.5积极更新和维护支护配置
随着煤矿发掘深度的不断加深,与之而来的危险性与多变性大大提升。所以这就需要国家和企业加大资金科研的投入,努力研发出新的支护技术,到目前为止,国家在煤矿巷道技术的研究中也取得一些非常不错的技术成就。但是,作为一种理论与实践相结合的技术,许多新的科研成果并不能直接高效地利用在现代煤矿巷道的支护作业之中。许多煤矿巷道因为支护设备的落后,新型科研成果也不能去直接利用。所以需要相关煤矿管理层重视设备的更新与维护,确保新技术和矿井的支护设备相匹配,只有这样才能提高相关工作效率,降低风险系数和难度,切实提高煤矿企业利益。
3.6提高施工人员素质
施工人员的素质直接决定着支护技术的应用效果,进而对煤矿企业的生产效率产生不良影响,因此,煤矿企业应该重视施工人员素质的提高,对其进行技术培训,制定实施实训考评制度,促使施工人员的技术水平不断提高,正确使用、维护支护设备,促进巷道支护效果的提升。
结束语
综上所述,在煤矿开采工作中,特别是复杂地质环境矿区的煤矿开采工作,作业人员需要注重矿井支护工作,科学利用煤矿开采的掘进支护技术,一方面提高煤矿开采的掘进效率,一方面确保煤矿开采过程中不会发生矿井坍塌等危险事故,保证作业人员的生命安全。近年来,随着我国科学技术的创新和煤炭企业的不断尝试总结,巷道支护技术也得到了很大的改进,但与发达国家相比仍然存在一定的差距,我们要学习先进技术,改进掘进工艺,进行自主研发,不断提高煤矿巷道快速掘进技术的水平,保障煤炭企业高产高效。
参考文献
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作者简介
杨行,1988,11,男,汉,桐城,本科,工程师,主要研究方向:煤矿巷道支护。
论文作者:杨行
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/20
标签:巷道论文; 煤矿论文; 围岩论文; 技术论文; 锚杆论文; 稳定性论文; 作业论文; 《基层建设》2019年第20期论文;