黑河市煤炭生产安全管理局黑龙江黑河164300
摘要:近距离煤层采空区下综掘巷道是一项具有复杂性和系统性的施工工程,施工中不仅要使用先进的设备和合理的工艺流程,还要根据施工矿井的地质情况来选择适当的综掘顶板支护。本文针对工作面运输巷在掘进施工过程中,巷道将遇到采空区、区域内顶板冒落。为确保施工安全,加强巷道顶板的支护技术质量。
关键词:煤层采空区;综掘巷道;顶板支护技术
1采矿工程中影响顶板支护技术运用的因素
1.1工作面运输巷围岩变形破坏
(1)巷道围岩周围应力复杂。在工作面运输巷掘进过程中会遇到断层、过采空区巷道影响,巷道围岩周边应力叠加。巷道顶板和两帮变形比较严重。(2)围岩软弱,岩性较差。胶带沿煤层底板掘进,顶板为煤层,底板为泥岩和砂质泥岩围岩软弱,巷道周围围岩岩性比较差,巷道掘进容易从弹性变成塑性破坏。(3)采动影响巷道。工作面运输巷的东部为正在回采的工作面,属采动影响巷道,必须加强对工作面运输巷的支护,补打锚杆锚索进行加固支护。(4)巷道支护参数不合理,锚杆支护强度不达标。工作面运输巷目前采用锚网索支护,但是锚杆、锚索间排距布置不合理,锚杆预紧力不达标,应该用扭矩放大扳手进行扭矩放大。对工作面运输巷顶板和两帮破碎段进行锚索加强支护,缩短锚索间排距,控制工作面运输巷破碎段围岩进一步裂隙发育。
1.2巷道周围岩石的强度
如果想要使得近距离煤层采空区下综掘巷道技术能够在最大限度上发挥自身的作用,那么需要对煤矿近距离煤层采空区下综掘巷道支护技术进行合理地运用,从而使其发挥保护与支撑的重要作用。另外,巷道周围岩石的强度也会对煤矿的近距离煤层采空区下综掘巷道支护技术产生较大的影响,如若周围的岩石强度能够与锚杆的支持力之间形成正相关的关系,那么便可以实现强度的增加和支撑保护作用的实现。
1.3巷道断面
巷道断面的形状和尺寸等因素也是影响煤矿近距离煤层采空区下综掘巷道支护技术的重要组成部分。因而,必须对相应的巷道断面进行合理地控制和设计,从而保证其可以正常发挥作用,不影响整个煤矿采矿工程的施工进度和质量问题。
2近距离煤层采空区下综掘巷道顶板支护技术的运用
2.1使用具备可缩性功能的支架进行顶板支护
当下国内大量的煤矿施工人员在运用综掘巷道顶板支护技术时,采用的护具都是
具有收缩功能的顶板支护。这类顶板支护具有能从两个方向进行活动的功能。随着采矿技术的不断发展,这类两向活动的顶板支护收到了施工人员的钟爱,在近距离煤层采空区下综掘巷道顶板支护技术运用时使用更加广泛。与此同时,根据调查的数据结果可见,两向活动的顶板支架能够承压更久、负压更大,因此在进行综掘巷道顶板支护时,运用该种支架更能提高综掘巷道的安全性。
2.2采用连采工艺,实行综掘挖掘
由于矿山地区的实际地质因素,需要在综掘巷道时采用功率大的综掘机进行作业,顶板支护可采用自制的可行走多臂锚杆机和综掘机进行配套施工,进行多巷并进的挖掘,提高工作效率,有效地实现机器全面开采的功能。为了提高挖掘速度采用连续采矿技术。我们需要使用可持续的采矿和钻探技术来缩短周期运行,以确保支护质量,减轻潜在安全问题。此外,还需要引进高级设备、采用双端口钻探技术并逐步增加循环运行,从而充分利用该设备的良好性能。双重挖掘机技术打破传统挖掘机工艺,改善了对挖掘机和螺栓的使用率,实现了挖掘机和支持并行操作,并且有效地减少了其他诸如矿山的综合挖掘机的准备工作。相互联系的准备可以有效地促进矿业活动的各个方面的高效运营。这不仅有助于实现全面钻探技术、使用国内机器、降低作业成本,也有助于维护和修理设备。
2.3运用永久顶板支护技术
顶锚杆施工(1)锚杆采用螺纹钢全长锚固树脂锚杆,规格为×L=20mm×2000mm,使用1个MSCKb2360和1个MSK2380型树脂锚固剂全长锚固。(2)使用MQT系列气动锚杆钻机打顶锚杆眼,28mm钻头,两侧锚杆要向两帮倾斜,角度75°,并使用角锚杆托盘,中间锚杆角度要尽可能与顶板岩面垂直。锚杆眼深为1.93m,打眼要湿式打眼并做好控制眼深的标记。(3)顶锚杆安装。锚杆安装使用锚杆钻机;装锚杆前要检查锚固剂的有效期、颜色和手感柔软程度,如发现结块、发硬、破裂、变质、过期的锚固剂,严禁使用;锚杆尾部套上搅拌连接装置,用锚杆杆体将锚固剂送入孔底,然后顺时针旋转,随搅随推进,搅拌时间为15~20s;在树脂锚固剂安装时,应匀速升起钻机,避免过早将锚固剂包装袋顶破;当锚固剂被送入孔底之后,方可开动钻机进行搅拌,搅拌时要速度均匀;等待时间5min,使用锚杆钻机或风动气扳机紧固锚杆;使用扭力扳手检查紧固力,紧固力矩不小于200Nm;锚杆螺母外露锚杆丝扣10~50mm之间。
3提高综掘巷道顶板支护技术质量的措施
3.1提高支护技术,保障顶板支护的承载能力
要把支护层的支撑的能力作为装置支护层的最重要的要求,这就要把支护层里模板与模板之间的接触的面积设置的相对比较大,而且要保证接触面平坦。根据安装支护体的实际的情况的不同,就要从多个角度出发考虑,设计相对应的具有可行性的支护的方案,严格按照设计的方案与要求进行顶板支护,进一步确保整个岩层的支护的承载能力得到有效的提高。除此之外,在建设巷道的时候,采用任何支护形式的时候,优先考虑巷道的光滑性和围岩的平整稳定性。建设巷道顶板支护要求遵循实效性原则,根据建设的实际情况,科学合理的安排工作人员、施工设备、施工材料等,最大程度的保证及时一致的进行。在巷道掘进施工过程中,顶板支护起到了至关重要的作用,能够字啊一定程度上保证巷道掘进施工的质量,所以,在施工过程中,一定要考虑到巷道的实际情况,采用最适合的支护方法,从而让支护的能力和功能进一步得到保障和提升。不断的更新支护使用的工艺、技术与材料,不断进行探索和研究,不断地进行改善和优化,促进巷道掘进施工的发展。
3.2巷道过采空区防止顶板事故安全措施
(1)巷道过采空区段,要敲帮问顶及时处理掉活矸危岩,确保巷道安全防止片石伤人事故。
(2)当巷道顶板比较破碎情况下,要进行超前支护。
(3)揭空后要及时找掉活矸危岩,安设超前支护或喷浆护顶临时护顶,护顶浆厚度不低于50mm,严禁空顶作业,确保作业人员在临时支护下作业。
(4)如果顶板冒落矸石充满整个巷道,为了防止在出矸的过程中防止矸石滚落,要先对作业地点前2~3m范围内巷道进行超前支护。在出矸的过程中遇到大块矸石的时候,施工人员要利用风镐、洋镐、大锤方法进行出矸,最后进行架设U型钢支架。
(5)可缩性支护结构主要通过提供力的支持保障巷道结构的安全和稳定,主要分为实际承载力和极限承载力。实际承载力是指在正常使用状况下,可缩性支架通过结构的力转移提供的支撑力,通过巷道支架的链接状况和支架的结构体现出来。而极限承载力是指伸缩性结构在受力大于正常值时产生的支持力,是一种极限情况下的受力表现,通过自身材料的稳定性和弹性体现。
4结束语
近距离煤层采空区下综掘工作不单单要求选择正确的施工设备和工艺方法,还需要结合矿井掘进的实际施工状况来安排巷道掘进的施工进度方案。本文分析煤矿井下巷道掘进顶板支护存在的问题和潜在的因素,最后制定出解决方案,为类似工程条件下的巷道支护提供解决方案。
参考文献:
[1]刘建华,姜兴民.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究[J].山东工业技术,2019(19):57.
[2]邱玉铭.浅谈综采工作面顶板支护技术[J].当代化工研究,2019(05):75-76.
[3]卢进南.综掘巷道迈步式超前支护系统力学特性研究[D].辽宁工程技术大学,2014.
[4]周鸿魁.近距离煤层采空区下综掘巷道顶板支护技术[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012(08):165-166.