浅析煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施

浅析煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施

华电集团隆德矿业有限责任公司陕西省719300

摘要:为满足实际生产生活对煤炭资源的需求,煤矿开采技术在不断更新,技术水平更高,可有效提高煤矿开采效率。煤矿开采施工环境特殊性强,受地质环境因素影响大,存在较大的安全隐患,如果开采过程管理不到位,很容易产生安全事故。为提高开采效率与生产安全,需要基于实际情况,结合地质环境特征,合理选择开采技术,并按照专业标准落实掘进支护技术,争取最大程度提高围岩稳定性,避免顶板塌陷问题的发生,促使煤矿开采行业的持续发展。

关键词:煤矿开采;掘进施工;支护技术

1.煤矿开采与掘进支护施工特点

煤矿开采受地质环境因素影响较大,尤其是遇到地质条件复杂的环境,煤矿井会随着开采深度的增加,对煤矿周边地质结构产生更大程度的破坏,对煤矿顶板岩性产生影响,使得矿井围岩所需承受的应力更大,开采掘进难度增加,且出现围岩失稳的可能性也更大,必须要有效落实支护措施。就以往煤矿开采施工情况来看,在掘进过程中经常需进行维修,产生更多工作量。主要是会因为煤矿顶板岩性稳定性差,结构松软度高,掘进过程中产生的应力对围岩性能产生较大影响,造成围岩破碎,增加了煤矿巷道建设难度,降低煤矿开采效率。同时,在顶板岩性破碎时,巷道顶底板还会产生一定程度的收缩性,促使巷道发生变形。为满足煤矿开采作业需求,需要在掘进过程中进行修补,很大程度上降低了煤矿开采与掘进工作效率。

2.煤矿巷道掘进施工与支护技术存在的问题

2.1掘进施工工艺不合理

在中国煤矿行业的发展过程中,煤矿巷道掘进施工积累了大量经验,掘进施工主要采取钻爆法,虽然其速度不快,但仍会对岩体应力有较大影响。在支护技术中,锚喷支护能对煤矿巷道有效支护,但其也有一定的缺陷,例如施工质量水平较低。而在钻爆法的实施过程中,控制药量的大小是一个施工难点,如果药量不合理或布置的位置不正确,则会影响整个巷道施工和支护的效果。

2.2地质构造较为异常

在煤矿巷道的掘进施工过程中,很容易受到地理环境的影响,所以施工人员应充分考虑地质构造的客观因素,不仅要对顶板支护技术加以了解和熟悉,还要根据施工面临的实际情况采取措施,将技术改进以适应实际客观情况。不同的煤矿周围的地形地质有所不同,在地质适合或有利于掘进施工时,可适当加快煤矿巷道掘进施工的进度。而地质构造的变化严重影响煤矿巷道掘进施工的质量,尤其是在施工过程中遇到褶曲断层的地形结构时,由于其煤岩的厚度变化很大,所以对煤矿巷道的掘进施工有很大的难度,会使掘进施工及支护的稳定性降低,还会导致煤矿巷道的坍塌和跨落现象,造成施工的安全事故。

2.3安全技术不足

由于煤矿巷道围岩的可靠性和稳定性较差,结构较为复杂,使得掘进施工和支护较为困难,且在掘进施工过程中,还会出现巷道移位或发生变形等现象,从而使得煤矿巷道损坏,尤其是施工中煤矿巷道的岩层较为松软时,如果巷道的安全防护技术水平不高,措施不合理或不恰当,很难满足施工要求,且经过多次返修后也难以解决。同时,在煤矿巷道掘进施工过程中,如果围岩岩体遇到水,则会使煤矿巷道承受较大的压力,从而产生膨胀而变形,使得巷道支护结构产生损坏。而且在煤矿巷道掘进施工中,较易受到水文条件和地质结构的影响,顶板处还会发生脱落现象,煤矿岩层由于其节理和层理的因素会片帮,顶板裂缝也会不断增多,导致施工过程中发生严重的冒顶事故,造成工作人员的安全损害。

3.煤矿采煤掘进工作中支护技术的应用

3.1高强支护

高强支护技术在运行过程中,凭借着其自身的优点获得了煤炭行业的青睐,并将其广泛运用在煤炭开采作业过程中。对高强支护技术的特点进行了相关总结,具体内容如下:a)该技术在运用过程中能对煤炭开采的工作面进行加固处理,从而确保煤矿巷道稳定性的提升;b)该技术使用简便、投资少、环境适应能力强;c)该技术所使用的各类构件组装方便,且易于携带,故而能缓解工作人员的工作负担;d)高强支护技术的推广运用能降低煤矿巷道的维修量,实现了煤炭企业运行利润的大幅度提升。

3.2锚杆支护技术

在锚杆支护方面,需要沿着顶板进行掘进,通常采用光面爆破的方式施工,并且要避免对顶板造成破坏,降低煤体震动,保证巷道顶板两帮的平整性[4]。同时在巷道的掘进施工中,需要注意以下几点:(a)在巷道掘进施工过程中,需要保证掘进断面的宽度,以此保证变形量,在巷道布置的过程中,需要综合考虑煤柱的宽度,避免巷道压力过于集中;(b)需要根据巷道的特点,对支护的参数进行合理优化,对于支护形式而言,可以选择锚杆支护、锚网支护及锚喷支护等多种形式,对于支护参数而言,通常需要对锚杆长度及间距进行合理设计,通常保证锚杆长度要超过煤岩松动圈0.3m左右,并且要尽量采用全长锚固锚杆来进行支护。

3.3预制钢筋混凝土支架

常见的主要有吊环式的前探梁,主要是在前面的临时支护措施下,采用3根吊挂前探支架,按照一定的长度和间距将其在巷道中平行布置,每一根的强度必须与吊环之间进行固定和匹配,固定点必须大于2个,并确保其紧固性,才能确保其支护效果。

4.复杂地质条件下煤矿巷道掘进支护技术的应用要点

合理设置相关机械设备的参数。在煤矿巷道掘进处理操作过程中,综掘机和普掘机是比较常用的机械设备类型,需重点围绕相应机械设备的具体应用和操作进行严格把关,促使其能表现出较为理想的规范性操作效果。综掘机和普掘机相应临界点的确定和处理需保障其能全方位了解和分析相应煤矿巷道掘进过程中涉及到相应复杂地质的基本状况,全方位分析其可能存在的影响和威胁,进而也就能保障其开采操作顺利进行,避免了因为综掘机和普掘机操作不当而形成一些威胁影响,导致其支护结构不合理,产生较多的安全事故问题和缺陷。当然,对于综掘机及普掘机类型的具体选择也需高度把关和控制,切实保障相应开采落实具备较强的可靠性效果,如此才能切实提升开采有序性,且能较好降低可能存在的各类威胁和影响。

临时支护技术。对于复杂地质条件下的有效煤矿巷道掘进技术手段的应用来看,相应临时支护技术手段的运用也是比较重要的一个方面,这种临时支护技术的运用需切实保障其具备较为理想的稳定性效果,能较好提升综合安全水平,降低支护结构方面可能存在的相关问题和隐患。此外,在临时支护技术手段的具体应用过程中,还需重点考虑到相应结构方面的强度效果,确保整体结构的强度较为合理,如此也就能最终提升整体支护效果,对于复杂地质条件下的巷道掘进操作而言,其安全保障效果比较理想,最终也就能充分提升其支护价值效果;

结语

煤矿掘进支护技术的应用,对提高煤矿生产安全性与高效性具有重要意义,但基于不同地质结构环境,应选择合适的掘进设备与支护技术,有针对性地采取措施进行优化管理,保证可有效提高煤矿顶板岩性稳固度,减少坍塌、掉落等问题的发生,提高作业环境的安全性。积极应用各项支护技术,搭配应用合适的掘进设备,争取最高程度上为施工人员营造安全工作环境。

参考文献

[1]张建刚.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].机械管理开发,2017,32(02):61-62.

[2]李仕牧.煤矿巷道掘进顶板支护技术[J].内蒙古煤炭经济,2017(08):54+66.

[3]薛军.煤矿巷道掘进中的锚杆支护技术研究[J].内蒙古煤炭经济,2017(11):16+18.

[4]王利东.煤矿掘进中支护技术的应用探析[J].能源与节能,2017(07):135-136.

[5]王秀清.煤矿巷道掘进施工与支护技术研究[J].科技经济导刊,2017(14):105.

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