采矿工程巷道掘进和支护技术的应用卢新龙

采矿工程巷道掘进和支护技术的应用卢新龙

山西乡宁焦煤集团毛则渠煤炭有限公司山西临汾042102

摘要:采矿企业对于我国经济的发展起到了不容忽视的推动作用。重视采矿企业中的安全管理问题,不仅能够提高采矿企业的发展水平,并且对于采矿业的未来发展具有重要的建树作用。本文将从采矿工程中的巷道掘进和支护技术两个层面,分析具体措施的应用,以供采矿工程实践参考。

关键词:采矿工程;巷道掘进;支护技术

前言:煤矿开采的重要步骤就是巷道掘进施工和支护,这也直接影响着煤矿开采工作的顺利进行。在巷道掘进和支护工作中,对专业性的要求较高,同时,这两项工作也直接决定着煤矿开采的效率以及开采工作的安全性,必须予以重视。因此,我们应当选择合适的掘进设备,并对掘进施工的进度以及位置严格控制,同时将施工方法与地质构造结合起来,从而实现掘进施工和支护工作的可靠性、安全性,进而实现巷道掘进施工速度的提升。

1采矿工程巷道掘进和支护技术中的影响因素

1.1巷道围岩强度因素

巷道的稳定性与围岩强度息息相关,为了可以形成对巷道的良好支护和支撑,需要经过勘察并结合围岩强度进行支护技术的合理采用。如果围岩强度可以在锚杆支撑下,实现了自身强度的提高,那么可以进一步加大保护支撑力。围岩勘察的过程中,主要针对地质应力的承载能力进行了解和分析。承载能力的高低与顶板位移的大小有着直接关系,承载性能强,当地质应力增加的情况下,会降低顶板位移的大小,发挥相应的保护和支撑效应。所以,采矿项目中的巷道掘进施工中,需要关注围岩强度提高支护有效性和掘进安全性。

1.2掘进施工工艺不合理

我国煤矿行业在发展的过程中,积累了大量的煤矿巷道掘进施工的经验,钻爆法是目前主要的掘进方法,效率较低,对岩体的影响也较大。巷道支护主要采用锚喷支护的方法,支护虽然有效单施工质量较低。在采用钻爆法进行巷道掘进的过程中,如果药量没有合理控制,或位置不当,往往会早晨巷道的支护效果大大降低,而这也正是钻爆法应用的难点。

1.3安全支护技术不足

水体对煤矿巷道围岩岩体的影响也应予以考虑,岩体具有变形性、复杂性,一些煤层更是具有稳定性和可靠性差等特点,这也极大地加大了掘进工作和支护工作的难度。在巷道掘进工程中,由于外在膨胀力的存在,巷道的位移和变形现象时常出现,而这种情况一旦严重就可能损坏煤矿巷道,在一些岩层较为松软的巷道更是尤为明显。另外一方面,巷道掘进的速度如果过慢,或者没有做好安全防护工作,就可能影响施工进度目标的完成。

2采矿工程巷道掘进支护技术的应用要点

2.1煤矿掘进支护技术应用的前期准备

首先,技术人员要对地质环境进行全面的勘查,并根据勘查结果来选择恰当的机械设备进行辅助生产。目前,市面上最为常见的两种机械设备分别为综合式与普通式,对于这两种机械设备的选择要根据施工巷道的具体长度来确定。长度在300m以内的巷道可以采用普通式掘进设备;长度超出300m的巷道要选用综合式掘进设备。其次,技术人员最终确定掘进设备后,要根据实际的施工情况来选择恰当的截齿结构。对于相对复杂的地质施工环境来说,施工人员可以选择耐磨性能较高的截齿结构来辅助掘进设备进行高效率的生产作业。最后,施工单位要根据实际的施工情况来制定合理的管理制度,确保机械设备在实际生产过程中能够充分发挥其自身的作用与优势,从而确保煤矿开采与生产工作顺利的开展。

2.2架设可缩性支架支护

可缩性支架是一种金属支架,该支架承载特性与回采巷道围岩变形特点相适应,支架安装初期支架承载能力小,随着回采工作面临近,围岩压力越来越大,支架收缩量也不断增加,承载能力也逐渐增大,有效地控制巷道围岩变形破坏。应用可缩性支架时,易受到多种不确定因素的影响,如支架连接件、支架结构等。该支架所能承受的最大荷载力就是其自身的极限承受力。判断可缩性支架的承载力极限值时,可观察支架自身是否发生塑性变化。通常来讲,支架的实际承载力与极限承载力是存在一定差值的,可观察差值大小来了解支架状态,从而精准地判断差值,差值越小,支架自身状态也就越好,相反,则越差。因此,实际荷载力与极限荷载力数值相接近或完全相同,表明可缩性支架处在一个良好的状态。

2.3锚杆支护和锚注支护技术

针对软岩这一在掘进施工中常见的围岩类型,为了解决巷道支护的问题,可以利用具有较高强度的锚杆支护方式,通过对锚杆增设应力,提升围岩的承载性能,通过加强锚端头以及进行全锚固定,会避免围岩发生形变,从而实现有效的支护。锚杆支护方式在经济性方面有着比较好的优势,能够依据围岩形变的实际情况采取相应的支护强度,有利于降低掘进成本。但是,由于高应力的制约,锚杆支护也具有缺陷和不足。锚杆支护方式运用中,并不是全部支护都主动的,根据支护体的安全顺序可以将锚杆支护划分成两种,被动支护以及主动支护。锚注支护方式利用注浆措施来提升围岩自身的荷载能力,有效增强围岩对外界影响的支撑力,同时避免围岩遭受水侵害。

2.4井下主要使用的掘进技术

该煤矿进行掘进过程中的支护主要是采用锚网支护,由于井下条件复杂,针对不同的情况,支护方法也应有差别,以求达到最好的支护效果,所以也可以选择直接破顶法进行支护,或者使用锚杆进行临时支护。这两种方法各有特点,第一种方法是在掘进过程中将部分结构比较稳定的围岩保留,对于不稳定的部分,拆除顶部再用锚网支护,第二种方法在对断层比较多的巷道进行掘进时利用较多,还有就是坡度比较大的时候,作面以及巷道的稳定性通过锚网锁来加强。随着机械水平的提高,井下很多机械设备都可以进行临时支护,例如综掘机的临时支护可以通过机身的液压锁实现,具有安全可靠的支护作用。在巷道的支护中应用最多的支护技术就是锚杆支护了,这种支护方式操作比较灵活,而且安装时步骤简单。锚杆可以加固围岩顶部被应力破坏后的滑动,减小围岩的变形情况。

2.5做好通风防尘工作

掘进过程中,空气中会漂浮着烟尘粉末,并其还会存在危害性气体,例如瓦斯和CO2等,对灰尘和危害性气体也要予以及时的排除,避免巷道掘进工作者的人身健康和安全受到危害。通常来讲,较为有效的手段是通风防尘,巷道安全管理中应当安装内部通风系统,这一系统分为两部分,设备通风以及自然风,在设计安装中要准确定位两者的位置,促使内部风压以及需风量达到巷道施工要求,通风机在其中要配合辅助通风系统,尽可能多的排除灰尘和有害气体。针对灰尘,工作人员可以利用除尘器对灰尘进行吸收,降低空气中的灰尘量,并且工作人员还应当对巷道内部的温湿度加以关注和控制。

结语:为了确保采矿工程的巷道施工安全,控制工程施工质量,以及巷道长期稳定性,工程过程中要根据巷道的实际情况和围岩特性科学的进行巷道掘进,严格按照要求进行施工,并且做好掘进支护工作,保障采矿工程施工的安全稳定性,从而提高巷道掘进的效率和质量。

参考文献:

[1]蒋传田.煤炭采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2018(06):153-154.

[2]乔木.采矿工程巷道掘进及支护技术的应用探究[J].中国金属通报,2018(05):52+54.

[3]胡国宏.采矿工程巷道掘进及支护技术的应用探究[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(10):134-136.

[4]邵友忠.采矿工程巷道掘进和支护技术的应用[J].世界有色金属,2018(04):79-80.

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