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摘要:当前阶段,作为世界上最大的能源消耗型国家,煤炭在我国的能源结构中依然占据主体地位。同样的,煤炭也是我们的日常生活中不可或缺的重要能源,我国的煤炭储存特点决定了国内煤炭生产主要以井下开采为主,想要得到更多煤炭资源就要做好煤炭在开采过程中的井下巷道支护工作,而支护过程中应用的技术有很多,使用何种技术需要考虑多方面的因素。本文从煤矿井下巷道支护技术和其应用原理出发,分析了井下巷道支护过程中常见的一些问题,并针对性的提出了一些见解,仅供参考。
关键词:巷道支护;煤矿;掘进
1引言
煤矿井下的巷道在开掘之后,其应力就会重新进行分布,如果不能够及时的使用有效的支护措施就可能会导致围岩位移或者变形等情况发生,为井下煤炭生产带来极大的生产隐患,做好煤矿井下掘进生产工作,除了要在生产环境上为支护措施提供全面的暴涨,同时也要在管理上做好相关的强化工作,保证煤炭生产工作的正常开展。
2煤矿井下巷道支护技术应用原理
2.1锚杆支护技术
该技术在井下巷道支护中比较常用,能够极大的改善巷道布置形式,有效的提高煤炭产量。应用锚杆支护的原理在于使用支护构件锚杆托板和锚固剂等来发挥支护作用。锚杆能够在试驾螺母的基础上保证巷道的受力面受到托板的紧压,进而改善围岩的应力状态,起到防止围岩节理裂隙张开的效用。
2.2砌碹支护技术
该技术应用原理是因为其能够对围岩表明起作用,主要应用在特殊巷道当中,该技术应用方便,不过技术应用花费较大,而且对于支护材料的质量要求也比较高,使用的水泥在抗压程度上要求达到11.8M Pa,还要求混凝土的石子粒直径需要小于20mm,因为该技术受到材料因素和技术要求比较高,所有实际生产中应用该技术的局限性比较大。
2.3棚式支护技术
该技术在煤矿井下巷道推进过程中的应用不同于修建高速公路的穿山隧道,因为煤矿井下使用该技术还要求必须要能够保护岩柱厚度计算,并做到设计施工管棚工作室、布置孔位等。而且在煤矿巷道支护技术中心应用到的材料大多是以金属材料为主要材料,所以材料制作和安装比较方便。
3礦井下巷道支护的常见问题
分析过往的历史工作经验和在工作中遇到的各种和巷道支护有关的问题能够知道,国内煤矿的巷道支护技术应用中还有很多的问题没有解决,而且问题主要集中在了围岩的变化和围岩产生的破坏方面,尤其是在围岩受到水的冲击之后会在巷道的掘进过程中变的异常膨胀,如果此时围岩又受到了比较大的挤压作用就会十分容易产生变形,进而导致其支护结构可能会发生严重破坏,甚至还会引发井下冒顶事故的发生,对井下工作的煤矿工人生命安全造成重大影响。对煤矿支护技术造成影响的因素比较复杂,而且受到井下工作环境的影响,显得十分混乱,但是总的来说主要集中在以下几个方面,一是煤矿的地质构造因素,二是煤矿井下掘进过程中巷道支护应用的施工工艺因素。
(1)和地质条件情况比较好的地方相比,巷道掘进的工作效率十分荀淑,因为巷道支护技术的应用效果受到地质条件的影响非常大,既影响巷道支护技术应用,又会对巷道的掘进速度造成影响。
(2)去除井下地质条件的影响,另外一个影响支护技术的因素就是掘进施工技术,井下爆破和锚喷支护相结合是煤矿巷道掘进过程中常用方式,井下爆破需要的火药数量比较大,而且要求放炮眼的位置要十分精确,而这些工作都是人力完成的。因此很难将这些工作做到100%的准确,而这微小的差距就会降低锚喷支护的质量。
4煤矿井下巷道支护形式及支护技术应用策略
4.1 煤矿井下巷道支护形式
预留煤柱和型钢支护是常用支护形式,前者主要是区段划分为运输平巷和回风平巷,并留有一定宽度的煤柱来形成巷道支护,预留煤柱的形式比较简单,能够对排水和通风起到促进作用,两者相比较,后者主要是更加具有良好的韧性,能够增加抗压和抗剪能力。
(1)煤矿井下开采过程当中,需要对掘进道路上遇到的延时性质进行定性分析,以岩石的性质为基础来对相关的支护工艺进行完善,针对不同的复杂地质特征来选择合适的支护技术,比如在对软岩巷道进行掘进的过程中使用锚杆支护技术要比其他技术的效果更高。另外,除了考虑井下掘进的速度,还要保证操作的安全性,在巷道的掘进过程中因为巷道参数随时都因为各种自然因素而发生变化,所以需要对有关的巷道应力应变的参数进行实时的分析,以保证所有的参数都在安全可控的范围内进行。
(2)需要按照有关的规范设计在井下巷道的掘进过程当中加强对巷道支护的承载能力,在对煤矿矿压观测以及地质构造分析的基础上选择合适的支护方式,巷道掘进的过程当中要保证巷道的平整性和光滑度,在井下实施爆破施工的时候要配合锚喷支护技术尽量选择光滑的平面进行爆破。
(3)锚网索支护能够对井下巷道的围岩进行有效的控制,尤其是对废锚固岩层的变形进行控制的时候,面对支护难和地压大的情况可以选择使用锚网索支护技术,因为该技术在防止井下巷道内瓦斯聚集方面具有很大的优势,能够很大程度上来降低巷道掘进产生的风险。
(4)煤矿井下生产环境十分脆弱,通常是边掘进,边采煤,边做好支护。尤其是在对井下巷道进行初次掘进的时候,巷道十分容易发生位移或者变形,所以第一次进行巷道掘进的时候需要尽量选择柔性支护技术来和刚性支护结构相结合的方式,这样在减少因为掘进导致的巷道变形方面具有重要支撑作用。
(5)将围岩和支护体组合支护,这样的支护效果和单纯的使用锚杆支护或者锚网索支护来说更加具有优势,将这种组合方式应用到巷道围岩的薄弱环节当中能够最大化的发挥围岩的自我承载能力,将支护受到的力降到最低。详细来说就是可以在巷道挖掘之后,先用锚网索进行支护,然后再使用巷道地板来合理的选择时间,使用预应力锚索来来提升围岩的整体性能,实现耦合支护力学状态,这样有利于解决好围岩薄弱的问题。而且使用该种支护方式能够让围岩的承载能力达到承载极限,同样的也最大化的发挥了锚杆所具有的支护能力。
5结语
煤矿是我国国民经济发展中的支柱型行业,煤矿的安全生产事关国民经济能否稳定发展。巷道支护在煤矿的煤炭生产过程中具有十分重要的作用,要求我们要在实际的工作过程中不断发现巷道支护中存在的技术问题,不断地学习使用新型巷道支护技术,积极向国外先进煤矿学习,应用先进的巷道支护技术来保证煤矿巷道在掘进过程中的安全,为国家煤炭安全生产支起一把保护伞。
参考文献:
[1]麻龙斗. 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用研究[J]. 工业设计,2015(9):111-112.
[2]郭松春. 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J]. 内蒙古煤炭经济,2015(3):165-165.
[3]张新春,鞠岩. 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J]. 工程技术:文摘版:00031-00031.
[4]李金刚. 分析巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J]. 工程技术:文摘版,2016(1):00015-00015.
关键词:巷道支护;煤矿;掘进
1引言
煤矿井下的巷道在开掘之后,其应力就会重新进行分布,如果不能够及时的使用有效的支护措施就可能会导致围岩位移或者变形等情况发生,为井下煤炭生产带来极大的生产隐患,做好煤矿井下掘进生产工作,除了要在生产环境上为支护措施提供全面的暴涨,同时也要在管理上做好相关的强化工作,保证煤炭生产工作的正常开展。
2煤矿井下巷道支护技术应用原理
2.1锚杆支护技术
该技术在井下巷道支护中比较常用,能够极大的改善巷道布置形式,有效的提高煤炭产量。应用锚杆支护的原理在于使用支护构件锚杆托板和锚固剂等来发挥支护作用。锚杆能够在试驾螺母的基础上保证巷道的受力面受到托板的紧压,进而改善围岩的应力状态,起到防止围岩节理裂隙张开的效用。
2.2砌碹支护技术
该技术应用原理是因为其能够对围岩表明起作用,主要应用在特殊巷道当中,该技术应用方便,不过技术应用花费较大,而且对于支护材料的质量要求也比较高,使用的水泥在抗压程度上要求达到11.8M Pa,还要求混凝土的石子粒直径需要小于20mm,因为该技术受到材料因素和技术要求比较高,所有实际生产中应用该技术的局限性比较大。
2.3棚式支护技术
该技术在煤矿井下巷道推进过程中的应用不同于修建高速公路的穿山隧道,因为煤矿井下使用该技术还要求必须要能够保护岩柱厚度计算,并做到设计施工管棚工作室、布置孔位等。而且在煤矿巷道支护技术中心应用到的材料大多是以金属材料为主要材料,所以材料制作和安装比较方便。
3礦井下巷道支护的常见问题
分析过往的历史工作经验和在工作中遇到的各种和巷道支护有关的问题能够知道,国内煤矿的巷道支护技术应用中还有很多的问题没有解决,而且问题主要集中在了围岩的变化和围岩产生的破坏方面,尤其是在围岩受到水的冲击之后会在巷道的掘进过程中变的异常膨胀,如果此时围岩又受到了比较大的挤压作用就会十分容易产生变形,进而导致其支护结构可能会发生严重破坏,甚至还会引发井下冒顶事故的发生,对井下工作的煤矿工人生命安全造成重大影响。对煤矿支护技术造成影响的因素比较复杂,而且受到井下工作环境的影响,显得十分混乱,但是总的来说主要集中在以下几个方面,一是煤矿的地质构造因素,二是煤矿井下掘进过程中巷道支护应用的施工工艺因素。
(1)和地质条件情况比较好的地方相比,巷道掘进的工作效率十分荀淑,因为巷道支护技术的应用效果受到地质条件的影响非常大,既影响巷道支护技术应用,又会对巷道的掘进速度造成影响。
(2)去除井下地质条件的影响,另外一个影响支护技术的因素就是掘进施工技术,井下爆破和锚喷支护相结合是煤矿巷道掘进过程中常用方式,井下爆破需要的火药数量比较大,而且要求放炮眼的位置要十分精确,而这些工作都是人力完成的。因此很难将这些工作做到100%的准确,而这微小的差距就会降低锚喷支护的质量。
4煤矿井下巷道支护形式及支护技术应用策略
4.1 煤矿井下巷道支护形式
预留煤柱和型钢支护是常用支护形式,前者主要是区段划分为运输平巷和回风平巷,并留有一定宽度的煤柱来形成巷道支护,预留煤柱的形式比较简单,能够对排水和通风起到促进作用,两者相比较,后者主要是更加具有良好的韧性,能够增加抗压和抗剪能力。
(1)煤矿井下开采过程当中,需要对掘进道路上遇到的延时性质进行定性分析,以岩石的性质为基础来对相关的支护工艺进行完善,针对不同的复杂地质特征来选择合适的支护技术,比如在对软岩巷道进行掘进的过程中使用锚杆支护技术要比其他技术的效果更高。另外,除了考虑井下掘进的速度,还要保证操作的安全性,在巷道的掘进过程中因为巷道参数随时都因为各种自然因素而发生变化,所以需要对有关的巷道应力应变的参数进行实时的分析,以保证所有的参数都在安全可控的范围内进行。
(2)需要按照有关的规范设计在井下巷道的掘进过程当中加强对巷道支护的承载能力,在对煤矿矿压观测以及地质构造分析的基础上选择合适的支护方式,巷道掘进的过程当中要保证巷道的平整性和光滑度,在井下实施爆破施工的时候要配合锚喷支护技术尽量选择光滑的平面进行爆破。
(3)锚网索支护能够对井下巷道的围岩进行有效的控制,尤其是对废锚固岩层的变形进行控制的时候,面对支护难和地压大的情况可以选择使用锚网索支护技术,因为该技术在防止井下巷道内瓦斯聚集方面具有很大的优势,能够很大程度上来降低巷道掘进产生的风险。
(4)煤矿井下生产环境十分脆弱,通常是边掘进,边采煤,边做好支护。尤其是在对井下巷道进行初次掘进的时候,巷道十分容易发生位移或者变形,所以第一次进行巷道掘进的时候需要尽量选择柔性支护技术来和刚性支护结构相结合的方式,这样在减少因为掘进导致的巷道变形方面具有重要支撑作用。
(5)将围岩和支护体组合支护,这样的支护效果和单纯的使用锚杆支护或者锚网索支护来说更加具有优势,将这种组合方式应用到巷道围岩的薄弱环节当中能够最大化的发挥围岩的自我承载能力,将支护受到的力降到最低。详细来说就是可以在巷道挖掘之后,先用锚网索进行支护,然后再使用巷道地板来合理的选择时间,使用预应力锚索来来提升围岩的整体性能,实现耦合支护力学状态,这样有利于解决好围岩薄弱的问题。而且使用该种支护方式能够让围岩的承载能力达到承载极限,同样的也最大化的发挥了锚杆所具有的支护能力。
5结语
煤矿是我国国民经济发展中的支柱型行业,煤矿的安全生产事关国民经济能否稳定发展。巷道支护在煤矿的煤炭生产过程中具有十分重要的作用,要求我们要在实际的工作过程中不断发现巷道支护中存在的技术问题,不断地学习使用新型巷道支护技术,积极向国外先进煤矿学习,应用先进的巷道支护技术来保证煤矿巷道在掘进过程中的安全,为国家煤炭安全生产支起一把保护伞。
参考文献:
[1]麻龙斗. 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用研究[J]. 工业设计,2015(9):111-112.
[2]郭松春. 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J]. 内蒙古煤炭经济,2015(3):165-165.
[3]张新春,鞠岩. 巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J]. 工程技术:文摘版:00031-00031.
[4]李金刚. 分析巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J]. 工程技术:文摘版,2016(1):00015-00015.