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摘要:随着我国煤矿开采技术的不断创新,煤矿巷道掘进支护技术的实践也在不断提升。为了获得良好的煤矿开采效果,要做好巷道支护技术。在实际工作中,只有合理选择支护技术,才能够使支架支护的效能得到最大限度地发挥,这也要求各施工企业在煤矿开采过程中,要结合自身的实际生产情况以及开采区域的地质情况选择支护技术。只有这样,才能够有效落实相关支护技术,从而保障整个开采工作的顺利进行。本文就复杂地质条件下巷道支护技术展开探讨。
关键词:煤矿;巷道;支护技术
引言
目前,我国煤炭年产量在不断的增加,然而开采工作中所出现的问题也在不断的增多,所以,巷道支护工作的难度也在进一步的增大。对于煤炭开采的工作人员而言,需要在该层面上加大分析和探讨的力度。
1.煤矿掘进支护的重要性
在日常生活当中,对于多数行业来说煤炭都是不可或缺的资源。在采掘上需要布置复杂巷道,只有全方位的安全防控措施才能免除隐患。煤炭作为支撑性产业,长期为宏观经济的发展提供了持续动力。一旦没有了基本安全防护,那么必然会造成严重不良后果,无论是生命还是财产都会遭受巨大损失。所以想要防止此种状况的发生,那么必须做好基础的安全防护措施,同时应用矿井支护来防止矿井塌方,确保安全施工。对煤矿掘进而言,因地制宜的布置煤矿支护就十分有必要,以防井下采矿事故的发生。
2.煤矿支护技术
(一)主动式煤矿支护技术。该种技术指的是在挖掘巷道之后,通过对围岩自身的强度来对巷井加以保护,将其当作巷井的支护架构,其为补强式的支护。这一支护技术的支护力能够应用在围岩表明,还能够应用在围岩之中。与被动式煤矿支护技术相较能够发现,该种技术可以减少围岩压力,进一步降低围岩架构的形变量,支护稳定性较高。此外,这一支护技术主要是采取锚杆支护的方式来开展的。依据锚杆的操作方法,支护方式包括:(1)组合锚杆支护方式。这一支护方式主要是基于单体锚杆群支护技术展开的支护技术,满足于地质条件多样性的巷井,所能够使用的层面较广。对于地质条件较为松软的地方,应该在锚杆尾端装配托板与螺母,从而来建立混合式的锚杆支护体系。此外,进一步从过去的平面锚杆组合转变成一体化的立体式锚杆组合,从而建立综合化的锚杆支护体系,其有较高的承载水平。(2)复合支护方式。这一支护方式指的是采取多种支护措施,相互作用形成巷道支护架构的支护技术,其能够全面的调动支护措施的特点,此外由于每个支护措施相互依存和作用,以此组成支护体系,从而提高了支护的稳定性。所以需要有关技术工作者,在具体的操作中,应该从煤矿巷道的实际现状展开,完善好对应的地质勘查工作,选出合理的支护措施,从而来取得理想化的支护效果。(二)被动式煤矿支护技术。被动式煤矿支护技术指的是在挖掘巷道之后,把围岩当作围压荷载,支护架构当作荷载主体,从而建立支护架构和荷载相互脱离的支护体系。在此过程中,被动式煤矿支护技术未能实现对围岩形变的有效管理,仅仅可以被动式降低围岩荷载的压力,未能从本质上降低围岩压力,其中会受到一定的约束。此外,依据支护材料的种类,支护方式主要包括:(1)石质材料的支护方式。这一支护方式有着较高的抗压性水平,稳定性良好,荷载受压力相对于木材支护较高,尤其是石材结构稳定,然而这一支护方式成本较高,能够满足于工作时间较长的矿井巷道。(2)钢筋混凝土支架的支护方式。这一支护方式主要是由预应力钢筋混凝土与普通钢筋混凝土支架组成的。其都实现了量化生产,采取机械化方式来进行装配,适用性良好,稳定性较高,抗耐力稳定,长时间使用支架不易出现形变。(3)木质材料的支护方式。主要将木材当作支护材料,然而由于木材和巷井因素的制约,这一支护方式仅满足浅层围岩的要求,需要使得围岩曲线和支付端面形态保持相互吻合,从而来全面的调动支护架构的抗压作用。(4)金属材料的支护方式。这一支付方式主要把金属材料当作支护主体,将巷井当作荷载主体,如果金属材料的弯曲力矩大于屈服最大值,那么材料就会失去支护的功能。此外,这一支护技术主要是由可伸缩性的金属支架与刚性金属支架两种支护方式组成的。对于刚性金属支架阻力和形变量呈现出负相关的变化趋势;可缩性金属支架阻力和形变量之间呈现出正相关的变化趋势。
3.案例探析
3.1地质条件
某煤矿总体上是一个复式宽缓构造的地质构造类型,该煤矿有很多条大型和中型断层。其胶带大巷是典型的不稳定复合顶板,它的切眼南面的工作面是采空区,该采空区的顶板已经垮落,北面工作面没有特别大的构造,西面是较薄的地质构造带,东面有2个断层。对胶带大巷进行副巷施工及支护支架的安装,使该巷能快速经过断层,对其此巷道在胶带大巷运输巷导线点以东10m开口,垂直于运输巷向南进行施工60m,然后向东调向900施工185m,再向南调向900施工85m,最后与轨道运输大巷达到贯通效果,满足通道要求。
3.2支护措施
3.2.1维护前探梁的稳定性
想要顺利的完成前探梁工作,那么在施工布置过程中,必须有效的借助吊环式前探梁,只有这样才能保证工作质量。探梁之所以缺乏稳定性主要因为支架的缺乏。一旦前探梁不固定,那么缺乏一定安全性。
3.2.2单体液压支柱配铰接顶梁支护应用
在展开掘进支护工程操作的过程中,会应用到铰接梁,其中需要使得其距离保持在1.1m上下,铰接梁材料可以是单体液压支柱,需要使得该液压支柱距离维持在1.2m上下,接着需要对支柱展开精确化的固定操作,保证其良好的支撑性功能。在展开放炮操作的过程中,需要把支柱梁挂在上顶梁,接着使用水平销来实现固定,其中需要使得钢筋网装配良好,之后用水平销来实现固定,最后使用单体液压支柱来实现对顶梁的支撑,从而使得顶梁处于固定状态,给采矿工作者营造出安全的采矿氛围。其中在单体支护的支设上需要满足如下要求:其中全部的基本柱初撑力需要大于90KN,还应该对单体液压支柱进行及时的管理,如果存在漏液情况的单体液压支柱要进行更换,从而来使得支柱实现全承载支护。单体液压支柱与金属铰接顶梁,顺着巷道支设成三排,顶板破碎地段的顶梁间隔需要保持在200到400mm的范围内,还应该新增一定数量的穿杆,其会涉及到铰接。该煤矿选用充填综采液压支架,单体液压支柱配合架棚锚带网与锚索的联合支护方式。该支护方式中,单体液压支护为主动支护方式,支护初撑力较大,可以增加巷道围岩和锚带网组成组合梁的稳定性。巷道围岩和锚带网组合成锚岩支护,并对巷道顶板挤压加固,能够起到组合梁的效果,锚索固定在岩石顶板中,上面煤矿巷道围岩和锚带网组成组合梁的形式进行悬吊,防止其外移。
结语
在新时期,煤炭行业想要不断的进行发展,必须要应用先进的煤矿掘进技术。因为先进的技术能够使煤产量大幅度提升,但是安全问题也是不容忽视的。因为安全是煤矿提升产能的根本前提,没有了安全一切都是零。煤矿掘进支护的各个环节都需要长期的完善,避免生产中的隐患。就目前来说,煤矿掘进支护并没有得到改善,安全风险仍然没有根除。在未来的生产中,还要不断积累经验,全面提升煤矿产业的整体质量。
参考文献:
[1]岳江伟.煤矿掘进支护中的常见问题及对策研究[J].科技与企业,2015(10):242.
[2]董光耀.煤矿掘进支护中存在的问题及措施[J].山东工业技术,2016(19):33.