煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用论文_黄海山

煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用论文_黄海山

摘要:目前我国经济发展迅速,煤矿企业为我国发展做出了很大贡献。近年来,社会各界越来越重视煤矿安全生产问题,巷道支护技术可以为井下生产活动提供坚实的保障,在很大程度上决定着井下的安全生产。本文首先探讨了煤矿巷道施工及注意事项,然后指出支护过程中面临的主要问题,并阐述了几种常用的支护形式和应用措施。

关键词:煤炭采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用?

引言

根据当前的情况来看,对于现在的采矿工程来说,为了更好地保障整项工作的运行安全,首先要保证采矿施工的安全。但是在巷道掘进技术的使用当中,在一定的程度上也保证整个工程的安全,还需要充分的使用这项技术,充分的了解巷道掘进技术的要点,根据实际的情况,来确定支护技术。并且有针对性地选取支护的类型,这样才能够保证施工的正常进行。

1煤矿巷道施工及注意事项

对于煤矿开采中岩石巷道,目前多采用钻眼爆破的方法进行施工。而对于煤层中的巷道,可以通过多台煤电钻进行施工,在施工时要对巷道的位置进行合理的规划。在岩巷施工时要重点关注施工的方案以及施工管理,在进行爆破时应该选择合适的爆破参数,主要有钻孔深度、装药形式、钻孔倾斜的角度等等。合理的安排爆破、装岩以及支护三个工序的关系,有助于实现巷道的快速掘进。在进行煤巷施工时,在进行钻眼时要充分考虑到煤层的开采厚度,然后安排好炮眼之间的间距。工程师应该在平面掘进施工图中,对炮眼的位置及参数要进行合理的设计。与此同时,要根据掘进巷道的实际情况选择合理的炮眼,在定位过程中要遵循一定的原则。相比较而言,煤层比岩层要软,在进行掘进时可以采用单向掏槽方式进行掘进。在掘进过程中,炮眼的深度要根据地质情况而定,若巷道的断面较小时,可以采用的是复合掏槽式掘进。随着掘进的深入,遇到程度较深的炮眼时,要视具体情况而论。若煤层中存在较软的夹层时,施工人员应该首先在软煤层内进行掏槽作业,一般情况下需要布置3个倾斜角度处于60°-90°之间的掏槽。

在遇到巷道断面较小的情况下,不需要采用炮眼进行辅助作业。钻眼爆破法已经成为煤矿巷道掘进的一种重要方法,在煤巷掘进时可以实现对煤炭资源的开采,这个过程需要将掘出的煤运出。装煤是一件复杂费事的体力劳动工作,在现场施工时,通常采用ZMZ型装煤机进行辅助作业。这种类型的装煤机是通过履带式行走的方式运输煤,在矿山狭窄的环境内灵活,具有高效持续性强的优点,目前在掘进工作面得到了广泛的应用。

2井下巷道支护中面临的主要问题

根据长期以来积累的经验,实际运用过程中,巷道支护技术面临的问题有很多,掘进时,围岩遇水以后会膨胀,同时还会受到一定的挤压力,使其变形,由此必然会影响到支护结构的稳固性,最终导致事故。此时极易引发冒顶事故。而具体的掘进过程中,一方面地质结构会对支护技术产生影响,另一方面,施工工艺也属于其中的影响因素。如果当地地质结构条件较好,此时掘进工作也比较迅速,质量也较高;当地质结构比较复杂时,必然会影响到支护质量和效率。如果掘进过程中选用爆破法,那么就应当和锚喷支护配合使用,同时还必须充分群精准度,从而能够确保支护质量。

3主要支护形式

3.1预制钢筋混凝土支架

此种支架在施工中因为混凝土强度与硬度适宜,具有良好的承载力,可以有效的满足支护的实际需求,因此其主要制定方式为支架形式。在进行支架施工汇总,工作人员要做好梁柱接口连接质量的合理控制,避免因为伸缩性差等缺陷影响质量。操作人员要将其与吊环前探梁有效联系起来,通过组合的方式进行支护施工,在巷道中根据状况布置不同数量以及强度的支架,通过吊环固定支架,保障单根的支架与吊环强度之间的适应性,做好临时性的支护处理,进而保障其支护效果与质量。

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3.2预留煤柱的应用

在高强支护技术的多种形式中,预留煤柱是最传统的形式,其主要应用于巷道的上区段和下区段之间。预留煤柱技术的操作便捷,能达到很好的应用效果。有些矿井巷道的通风条件比较差,排水能力也比较差,会对煤矿采煤工作形成很大的阻碍,预留煤柱的能有效解决这些问题。但是,此技术在应用过程中也存在许多不足之处,其应用成本很高,会增加巷道后期的维护难度。所以,在实际的煤矿采煤掘进工作中,生产人员应根据矿井巷道实际情况,对不同的高强支护形式作出合理选择,以实现采煤工作经济利益的最大化。

3.3锚杆支护技术的应用

锚杆支护可以对破碎的围岩进行加强,有效的控制围岩上出现的裂纹以及破碎带。在采用锚杆支护后,支护区的围岩完整性得到了保证,提高了煤矿巷道的稳定性。锚杆支护可以使巷道围岩周围的应力向围岩深部转移,分散了巷道周围的应力。在面对软岩回采巷道时,应该采用多种方式联合进行支护。首先采用支护网对巷道围岩整体进行强化,对薄弱的部分要采用组合梁连接锚杆进行支护,这样可以提高巷道围岩的整体刚度,实现对巷道周围破碎区的有效控制。其次,要进行二次支护,以实现对巷道的加强支护,使支护的效果达到最佳。可以采用一定的柔性支护,这样可以保证在围岩发生破裂时,能快速的释放围岩破裂产生的能量,降低发生危险的可能性。

为了更好的发挥锚杆支护的作用,在进行巷道支护时要对使用的锚杆配件质量进行严格的把关。对于围岩应力较大的情况,可以将普通的锚杆螺母换成专业的锚杆螺母,这样可以实现锚杆整体支护效果的最大化。在实际应用过程中,为了避免锚杆的托板由于受力过大而变形破坏,需要对锚杆的托板进行加厚处理,以提升支护的有效性。在支护完成后,应该对锚杆支护的效果进行检验,这个过程可以采用动态监测技术,通过实时监测锚杆的受力状况,可以发现锚杆支护的问题并做出相应的改进。对于支护过程中出现的锚杆失效现象,要及时的采取补救措施,以免出现更多的锚杆失效。

4主要应用措施

4.1优化支护工艺和方法

煤矿巷道快速掘进技术是一项综合性、系统性的施工技术,其速度与掘进设备密切相关以外,还与施工工艺、支护方式有关。随着深部煤炭资源的开采,其巷道掘进、支护日趋复杂。相比浅部煤矿巷道的支护,在深部围岩变形较大,采用“锚—网—索”支护方式,存在支护工序时间长、掘进效率低等问题。

在掘进过程中,有效协调掘进与支护的关系,并且实时测量、记录相应的掘进数据,并与设计数据进行校验,对于提升煤矿巷道掘进的整体质量与效率尤为重要。针对快速掘进过程中,容易出现的片帮问题,可以采用短掘短支的方法;同时也可以有效缩短空顶时间,增加掘进施工安全性。

4.2构建完善的支护监测制度

支护监测制度具有重要的作用,可以确保工人的安全,提高作业效率与准确性。科学合理的监测制度,能够使矿工充分了解围岩发展动态,使他们及时弄清楚所采用的支护方案的效果,尽快做出适当的调整。所以,煤矿应认识到制度的重要的,制定科学合理的监测制度,实时监控整个支护系统,唯有如此,才会把握监测信息。相关人员认真分析监测数据,这样就能够随时把握支护的具体情况,还可以对围岩情况作出准确的预测,从而找出其中存在的危险因素,采取科学合理的措施来应对,尽快将问题排除,为井下作业的顺利进行提供坚实的保障。

结语

总之,支护技术的合理应用不仅可以防止巷道位移和变形,关键可以提高施工效率、保障工人安全,增加社会和经济效益。虽然当前支护技术有所提高,但是仍有很多不足需要完善,因此,相关工作人员应继续为该工作取得突破性进展而努力。

参考文献

[1]樊坤,徐亮,侯杰.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用探讨[J].山东工业技术,2018(24):78.

[2]王熙凌.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].建材与装饰,2018(29):233.

论文作者:黄海山

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第12期

论文发表时间:2019/11/15

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