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      復雜地質條件下煤礦掘進支護關鍵技術研究

      2021-12-09 22:52:45岳增磊
      科技信息·學術版 2021年33期
      關鍵詞:煤礦掘進復雜地質條件支護技術

      岳增磊

      摘要:煤礦開采受地質結構條件影響較大,這是因為煤礦開采工作多于地下進行,且地質條件存在較大差異,所以如果遇到復雜地質條件如地下巖石硬度過高等,就會增加開采掘進難度,甚至帶來安全風險。而支護技術的有效應用可解決這一問題,且大量實踐已證明其有效性,因此,本文就復雜地質條件下煤礦掘進支護關鍵技術進行深入研究,望可為復雜地質條件下的煤礦掘進工作開展提供參考。

      關鍵詞:復雜地質條件;煤礦掘進;支護技術

      1.煤礦支護技術分析

      1.1棚式支護技術

      棚式支護屬于被動支護,按材料不同有木支架、金屬支架、預制鋼筋混凝土支架。木質支護適合在開采深度較淺的情況下使用,其應用有所限制,要求支護平面與圍巖曲面契合;由于井筒斷面和井深的不斷加大,越來越多的豎井采用整體澆灌混凝土井壁作為永久支護的方法;金屬支護經濟成本過高,且不能與巖層較好地連接,所以現在還沒有大規(guī)模應用”。

      1.2 砌碹支護技術

      砌碹支護技術也是被動支護,目前常用的有混泥土砌塊、現澆混泥土等類型。該支護技術相對成熟,且安全系數和抗壓系數都很高,但其經濟成本比較高,比較適用于巖層比較堅硬的煤礦巷道。

      1.3 錨桿支護技術

      錨桿支護屬于主動支護,是現在煤礦應用最多的支護方式。其在支護中的作用原理是:a) 懸吊作用。通過錨桿支護,將巷道頂板較軟弱巖層懸吊在上部穩(wěn)固的巖層上;b) 減跨作用。在煤礦礦井巷道中,將那些不穩(wěn)定的頂板巖石作為疊合梁。將打入頂板中的錨桿視為支點,增加錨桿數量相當于增加了支點的數量,間接減少了整個頂板的跨度,使頂板的彎曲應力和撓度相對降低,從而增強了頂板的穩(wěn)定性;c| 組合梁作用。通過錨桿的緊固,將層狀頂板巖層的連續(xù)性增強,使其形成人為組合起來的組合梁;d)加固作用。利用錨桿的加固使圍巖形成一個不僅能維持自身穩(wěn)定,而且能防止周圍巖體松動和變形的加固拱。

      1.4 復合支護技術

      復合支護是指將2個或2個以上的支護方式進行組合的支護方法。在實際井下工作時,要根據實際工作情況選擇支護方法,進行不同支護方式的組合,達到最好的支護效果。常用的有錨桿、錨索支護技術。應用錨桿支護、錨索支護各有好處,錨桿支護可使圍巖的抗壓能力和承壓能力提高,使得支護更加有效;錨索支護能有效控制頂板下沉,減輕錨桿和支架所承受的壓力,在選擇巷道支護方法時一般不單獨使用,常與錨桿形成聯(lián)合支護,錨索起到的是補強作用。

      2.煤礦井下巷道掘進中支護技術的應用

      為確保煤礦井下巷道施工質量,應選擇高效、安全、科學的掘進支護技術。只有把握好施工的每個環(huán)節(jié)與技術要點,才可從根本上杜絕質量隱患與安全隱患,從而為煤礦開采提供安全的環(huán)境。對此,就煤礦井下巷道掘進中支護技術的應用進行分析,具體如下。

      2.1 確定巖石性質做好施工準備

      在煤礦井下巷道掘進中,施工人員必須先確定巖石性質,對巖石性質進行分析與研究,對支護方案進行改進與完善。施工方應與勘測方建立合作關系,由勘測企業(yè)對該區(qū)域巖石性質、成分、結構等進行深人而細致的探測,并得出相應的巖石性質調查報告4。施工人員需根據巖石性質調查報告來選擇合適的支護方案,并對可能出現的危險情況進行規(guī)避,從而為巷道掘進支護保駕護航。施工者必須依照巷道實況選用巷道支護技術,提升支護結構承載性能,這樣才可滿足具體的支護要求。同時,設計人員需親身到現場進行勘測,獲取有價值的信息,而后編寫巷道掘進施工設計方案,明確支護技術與支護結構。無論何種支護,都要確保巷道表面光滑、平整,且選擇光面爆破,將錨噴作為重要輔助技術。

      2.2錨桿支護技術

      錨桿支護技術是一種常用的支護技術,主要適用于軟巖巷道中。應用此技術,可改善巷道結構,以達,到提升煤炭產量與效益的目的。錨桿支護技術是利用錨桿托板、錨固劑等來發(fā)揮其支護作用。在錨桿支護技術體系中,錨桿是重要構件。施工時,施工者需利用扭矩螺母讓巷道表面與錨桿托板產生擠壓,對圍巖應力狀態(tài)予以改善,從而防止圍巖裂開。煤礦井下巷道掘進與支護前,施工者必須了解軟巖的基本性質,從而有目的性地改進與優(yōu)化支護技術,降低技術在應用時的困難度。運用該項技術能有效增加巷道掘進量,確保煤礦巷道安全。在實際工作中,應確定巷道相關參數,但由于巷道參數是始終變化的,這就需要施工者密切關注巷道參數的變化情況,這是提升巷道掘進與支護質量的關鍵途徑。

      2.3錨網索支護技術

      錨網索支護技術的應用,能對錨桿與非錨固巖層變形進行控制,還可支撐已破碎的巖體,可見,錨網索支護技術可處理無法支護、地壓大等難題。同時,使用該項技術,還能大大減少瓦斯積聚量,有效降低巷道故障與安全事故的發(fā)生率,大大減輕巷道維修負擔。

      2.4處理巷道 位移或變形問題

      煤礦井下巷道初次掘進之后,極易發(fā)生巷道位移或變形問題。為應對該問題,在應用支護技術時,要選擇初具柔性與后具剛性的巷道掘進支護結構。

      2.5支護體與 圍巖相結合

      和上述幾項支護技術相比,在薄弱環(huán)節(jié)采用支護體與圍巖相結合的方式是最優(yōu)模式。應用該模式,能將圍巖自身的承載性能發(fā)揮到極致,此時,圍巖支護能力為最大,支護體受力為最小。該措施的執(zhí)行方案為:巷道開挖完畢后,施工者應先對巷道圍巖實施錨網支護,而后借助巷道底板來觀察頂、幫圍巖變化情況,設定最佳時間點,當發(fā)現圍巖變形量增大時可利用預應力錨索補強支護,以提升圍巖的整體組合質量。應用此種支護方案,能讓圍巖自身的承載性能發(fā)揮到最大,也充分凸顯了剛性錨桿支護的實際性能。

      結語:綜上所述,可以看出,煤礦掘進工作具有較大難度、存在較多安全隱患,而煤礦掘進支護技術可有效解決這一問題,為煤礦掘進工作的順利進行提供保障。但想要使其發(fā)揮出最大效用,工作人員就需具備相關專業(yè)知識、技術,并基于實際情況、按照相關規(guī)定進行支護技術的應用。如此,才可使煤礦掘進技術的效用發(fā)揮出來,才可將煤礦掘進工作的安全性、穩(wěn)定性提高,才可將煤礦開采的質量、效率有效提高。

      參考文獻

      [1]李志.復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術應用解析[J].科技資訊,2014(11):2.

      [2]姜軍.復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術應用解析[J].科學技術創(chuàng)新,2016(4):30-30.

      [3]宋建偉,李紅勛.分析復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術的應用[J].中小企業(yè)管理與科技,2013.

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