分析煤矿深井采矿压显现及其控制特点

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  摘要:近年来,经济的发展,促进我国科技水平的提升。随着科技的发展,矿开采技术越来越先进化,但是,结合现阶段煤矿深井开采特点能够得知,在实际的开采过程当中,仍然存在可靠性较差的问题,影响煤矿整体生产能力,通过加强煤矿深井开采矿压显现规律分析力度,并制定出完善的控制措施,可以更好的满足煤矿企业的可持续性发展需求。采场矿压显现随采深增加的变化规律、深部采场矿压控制特点和应采取的措施是深井开采需要研究的问题。本文就煤矿深井采矿压显现及其控制特点展开探讨。
  关键词:煤矿深井;采矿压显现;矿压控制;围岩
  引言
  煤炭是我国当前重要的能源,随着我国经济水平的不断发展,对煤矿资源的需求也在不断的加大,一些有技术的煤矿采集地区已经开始进入了深部的开采,但是在矿山深部开采的过程中容易出现诸多的问题,比如在矿山开采的过程中,很容易出现矿压显现的问题,为了使矿压显现问题得到合理的解决,相关技术人员应当根据矿山周围的地质条件以及动态变化情况,研究出矿山开采矿压显现的规律,并且提出合理的解决措施,保证矿山开采工作的有序进行。
  1煤矿深井采矿压显现特点分析
  从宏观角度来分析,煤矿深井采矿压显现特点如下:第一,巷道围岩应力一般超出巷道自身强度,特别是和煤层巷道相距较远的围岩,因此,无论是采准巷道亦或是大巷,煤矿深井采矿压显现均较为强烈。第二,巷道在掘进与回采的过程之中,由于受到应力扰动影响,围岩容易出现大面积变形,待应力重新分布趋近于稳定之后,仍然保持流变状态。第三,受到围岩性质的影响,煤矿深井采矿压显现越来越明显,再加上开采深度的不断增加,煤矿深井采矿压显现逐渐增大。第四,煤矿深部巷道压力较大,使得围岩的变形量不断增加,巷道周围同时存在压力,底板容易出现鼓起现象,由于开采深度的不断加大,巷道底板出现鼓起现象的概率不断增加。
  2矿压显现的原因
  随着我国矿山开采深度和广度的不断增加,在矿山开始进行向导开挖工作之后,破坏了原始岩体的平衡,围岩应力得到了重新的分布,导致了巷道围岩处于一种不稳定的状态。并且随着我国矿山开采工作深度的不断增加,井下巷道围岩的稳定性会越来越差,当围岩应力超过围岩强度时,整个井巷会产生一种不稳定的状态,假如围岩强度在围岩应力之下,则整个井巷处于一种平稳的状态,但是随着矿山开采深度和广度的不断增加,影响井巷稳定性的因素也越来越多,例如井巷的位置、围岩结构的破坏情况和地下水的作用等等,都会影响整体景象的稳定性,再加上我国当前矿山开采的深度在不断地增加,使得像到变形急剧增大,低压显现十分强烈,这些都严重的危害了巷道围岩的稳定性。为了保证整体矿山开采的安全性,需要相关人员在开采的过程中对巷道进行全面的维护,保证安全生产。在对矿山开采进行围岩维护工作中,需要相关人员根据该地区的低压显现情况和该地区的地质情况,采用相应的支护技术,使得该地区的矿山开采出一种稳定的状态中,也给后续的矿山开采工作提供强有力的技术支撑。
  3控制措施
  3.1煤矿深部开采围岩的力学特征分析
  较浅部分的岩体大部分处于弹性状态,一旦进入到深部,在高地应力的条件下,较为坚硬的岩石容易发生变形现象,大部分深部岩体因为处于粘塑性状态,故特别容易出现滑塌。深部下巷道如果被全部开挖,岩体既有的平衡应力状态被完全打破,特别容易出现碎胀与变形现象,使得巷道周围的破碎掩体数量逐渐增多,巷道支护难度越来越大,增加各类灾害事故的发生概率。结合深部巷道围岩特点能够得知,为了减少支护困难现象的发生,有关人员需要明确煤矿深部开采围岩力学特征,采取有效的控制措施,内容如下。第一,通常来讲,浅部巷道围岩状态主要分为三个区域,分别是塑性破坏区域、弹性区域、原岩力区域等,通过合理控制膨胀带与压缩带,能够减少劣化现象的发生,提升巷道的稳定性与可靠性。第二,加强围岩变形控制力度。由于进入到深部开采状态,岩体变形越来越复杂,通过合理控制围岩变形,能够显著减少膨胀裂开现象的发生,确保深层煤炭开采效率得到明显提升。第三,加大岩体脆性破坏控制力度。根据大量的研究数据可以得知,在不同的围岩条件下,岩体容易出现不同程度的脆性破坏,为了显著减少此类现象的发生,要严格控制岩体变形量,并综合考虑岩石脆性力学特点,煤矿开采深度,有针对性的进行控制。
  3.2支护技术的应用
  在矿山开采工作中,经常会出现矿压显现的问题,为了提高整个工程的安全性,需要相关工作人员在矿山开采工作中运用支护技术来保证整个岩体的稳定性。相关工作人员在采用支护技术时,应当从矿山开采工作面的受力脚来考虑,再受利脚的轴向方向,采用最大水平的主应力来保证受力角的角度逐渐的变小,但是在实际工作中会受到一些地质条件的因素,这时相关设计人员在设计支护之前,应当全面的勘察该区域内巷道布置的位置,以及巷道断面的形状。对于一些地质条件较为复杂,并且周围的围岩不稳定的地段采用支护技术时,不要运用锚杆来起到吊挂作用,因为巷道内的顶板岩层比较软,组合梁的作用在实际应用中体现不出来,因此在对巷道的穿层进行掘进时,一定要将支护设备处于煤层内,随着巷道围岩位移到不断增加来进行持续性的推进,可以采用苗乾嘉苗所的加强支护方式,提高整体巷道内围岩的稳定性。
  3.3控制方案主要内容
  具体的控制方案如下:第一,有效缩短巷道自身的开采时间,通过适当提升掘进速度,加强设备安装质量检查力度,确保各个工作面能够同时掘进,可以提高支护结构的可靠性。第二,采取超前支护模式。由于煤矿开采的深度逐漸增加,超前支护距离不断增大,为了防止出现失稳现象,减少煤矿深井采矿压显现,有关人员需要采用科学的超前支护模式,进一步提升围岩结构的稳定性。第三,通过采用宽面掘卸压与切槽卸压等一系列方法,针对巷道围岩进行卸载,能够显著减少集中荷载现象的出现,确保围岩自身的稳定性得到明显提升。第四,采取钻孔注浆方式,不断提升围岩的施工强度,同时,针对围岩自身的受力条件进行优化,能够显著减少失稳现象的出现。第五,合理架设支架,针对围岩施加一定的径向力,不但对塌落的岩石起到一定支撑作用,而且可以显著提升巷道围压,确保围岩处于三向受力状态,真正达到提升围岩强度的目的。由于巷道处于不同时期,煤矿深井采矿压显现规律存在一定差异,故有关人员可以采取巷道内部加强支护与巷道周边支护等模式。第六,普采工作面要采取各种措施把直接顶护好,除了要缩小柱距外,还应分别或同时采取撑棍和荆条背顶、铺网、沿推进方向上加π型长钢梁、加贴帮柱、预掏梁窝和煤壁前方预注浆加固顶板等措施.防治漏垮型冒顶所需的柱距无计算公式,只能凭经验确定,它的下限应是满足行人安全和方便的最小值。
  结语
  随着我国矿山开采工作的不断深入,在实际开采工作中会出现一些问题,影响整体开采工作的安全性和整体性。例如在矿山开采工作中,经常会出现矿压显现的问题,为了使这一问题得到有效的防护,相关技术人员一定要深入的研究发生矿压显现问题的原因和特点,运用当前先进的防护技术来进行有效的解决,同时还要增强现场工作人员的安全意识,在矿压显现发生初期,就要进行及时的防护,从而保证我国矿产产业的不断发展。
  参考文献
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