新疆兴陶大北矿业有限公司新疆乌鲁木齐830000
摘要:作为世界煤炭资源生产与消耗大国,我国对于煤炭的需求量巨大。煤炭资源是我国重要的能源基础,关系到我国社会经济的发展。尽管我国煤炭资源储量丰富,但是在长期开采之下,煤炭资源开采的强度与难度日益加深,同时在煤炭开采过程中也会遇到各种复杂的地质,这都影响着煤炭开采工作。文章分析了复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术,仅供参考借鉴。
关键词:复杂地质条件;煤矿;掘进支护技术;应用
1引言
煤炭在中国的能源结构中有着重要位置,在经济快速发展的时代背景下,对能源的需求与日俱增,煤炭开采工作压力无形加大。但煤炭属于不可再生资源,不断开采使煤炭的勘探和开发领域越来越小,使其不得不转移到更困难的地质环境中去。并且,这种情况也加剧了煤矿安全事故的发生,既影响煤炭开采效率,又给人们的生活带来巨大的危机。所以,在开采煤矿时,运用支护技术、提供稳定的煤炭开采工作环境至关重要。
2复杂地质条件下煤矿采煤掘进支护技术的应用现状
2.1地质变化对于煤矿运用采煤掘进支护技术产生的作用
在煤矿采煤项目运行过程中,掘进支护技术的应用是非常重要的环节,需要相关技术人员提供有价值的参考建议,从而提升整体技术的掘进效率和质量。但是,实际技术运行情况却并不尽如人意,特别是在地质复杂条件下,会出现很多临时性的问题导致运行框架失去基本的管理效力。若不能按照计划选取有效的煤矿开采技术,就会严重影响煤矿开采项目进度。在复杂地质条件建立矿井会遭遇最大的问题就是地质变化,由于基本环境是复杂地质,那么矿井内就会存在很多地压问题,且复杂地质多数都存在大面积长时间的断层结构。相关管理单位往往没有建立针对性的应急处理,当地质产生变化,选取的相应技术和设备也会出现偏差,甚至是导致整体采煤掘进支护技术陷入非常被动的境地,也会影响整个煤矿开采的运行进度。特别要注意的是,煤矿开采过程是由外向内的,而深度控制结构是由浅到深的,只有保证工序的完整度,才能从根本上确保煤矿开采项目的质量。但是,这种工序也为施工人员提出了非常严格的要求,为采矿技术运行设置了难度。主要是由于在煤矿开采过程中,地质条件会由于外界环境改变而产生变化。若是技术人员没有合理化处理,就会导致整体运行结构失去基本效力。其中,煤矿采煤掘进技术的放顶结构处理工序要求在检查环境操作结束后进行运转、移钻及稳钻操作等,并要对打孔操作和装药操作进行管控,若是不能按照工序进行,就会影响整体项目的运行效果,而在操作中,岩石会遭遇很大的压力,此时,复杂地质带来的制约作用最为严重。
2.2设备陈旧对于煤矿运用采煤掘进支护技术产生的制约作用
俗话说的好“工欲善其事必先利其器”,要想在煤矿开采项目中获得有效的开采效果和实际价值,就要针对具体问题建立具体的分析和管控措施。强化技术运行结构和设备配置问题,有效提升采矿掘进支护技术的运行效果,实现整体技术结构的优化,确保采矿行为的有效性。技术人员要在选择技术的同时,选取适宜技术运行的设备,提升团队处理问题的能力,优化对环境地质条件的分析和处理能力,建构施工条件的管控和调研框架,从而保证煤矿开采效果得到保障。另外,在选取有效设备之后,技术管控人员要运行有效的设备实时计划,并确保采煤项目按照标准化流程有序进行。在选取技术和运行设备之前,技术管理人员要收集施工数据和信息,确保整体运行参数符合标准化技术流程,然后建立完整的采煤流程。优化设备在开采技术中的价值和有效性,才能提升经济效益,确保煤矿开采项目的实际质量和效率。
3煤矿掘进支护方法分析
3.1直接破顶法
在断层区域,采煤团队开采的难度较大,该区域的地质条件不稳定,尤其进入煤层地质松软层后,开采工作难以继续进行。为了确保断层区域煤矿开采工作的安全性,一般可采用直接破顶法进行支护。所谓直接破顶法,就是指利用掘进机,将顶部松软层质直接破除,剩余顶板岩非常坚固,可经锚网索支护。需引起注意的是,若顶板岩落差在2m以下,岩石硬度系数在5以上,这种情况下无法实现支护,极易造成岩板破碎现象。另外,在坡度较大的情况下,也可发挥直接破顶法的作用,使掘进工作的作业难度降低。
3.2锚杆临时支护加U型钢架法
若是在复杂地质中存在较大的断层,那么在煤矿掘进过程中则很很容易出现破碎以及坍塌的问题。针对这种问题,可以运用锚杆临时支护加U型钢架法来解决。其中,锚杆倾斜角需要控制在45°以内,在此基础上,可以利用预紧力来实现对围岩结构的加固,从而避免在煤矿掘进过程中出现顶板破碎的问题,具体来说,对锚杆支护设计与施工要求进行详细分析:首先进行支护设计依据的分析,在进行支护设计的时候,需要对巷道断面的形状以及稳定性进行考虑,同时也要对巷道的松动圈进行考虑。松动圈很容易受到采掘的压力而产生大小与形状方面的变化,在经过测试后发现,松动圈受到采动的影响会扩大2-3倍。因此,在进行采动之前,围岩的类型会发生很大的变化。因此,支护的设计也要考虑松动圈变化的范围来进行;其次是孔位的确定,要根据设计来对孔位进行确定,并做好标记。通常情况下,锚杆的孔间距最好是在100cm之内,同时锚杆孔的深度要大于杆体的有效长度,但是需要控制在30cm之内。同时,锚杆的端部需要推到孔底处,同时尾端部位外露的长度应该控制在20cm范围之内;最后是锚杆支护施工方面的安全规定。若是在特殊区域,其支护方式应当选取特殊的,同时支护范围需要延伸到巷道的正常段,大约是在5-10m之间。同时,若是支护在相对复杂的区域,需要对支护措施进行强化,包括全场锚固、加密锚杆以及锚索锚固等。
3.3回卧底法
回卧底法利用不大于2.5m的断层投射距离,通过支护方式加强围岩。在这个岩石的支持过程中,有效保证巷道底符合建设标准,以达到加强围岩、提高效率的目的。
4结束语
总而言之,现代化采矿工艺技术在采矿工程中具有较大的应用优势,能够显著改善工作的安全性,提高开采效率和质量,推动矿业的稳定与持续化发展。在新的时代背景下,矿山采矿工作应当结合安全与环保理念,积极开发绿色开采技术,在提高矿产开采经济效益的同时,提高采矿带来的环境与社会效益,促进我国经济的可持续发展。
参考文献:
[1]TRINHDANGHUNG(郑登兴).越南广宁矿区软岩煤巷锚杆锚索联合支护技术研究[D].辽宁工程技术大学,2013.
[2]丁国利.破碎顶板条件下回采巷道围岩破坏机理及锚注支护技术研究[D].太原理工大学,2014.
[3]刘玉华,李敬佩,汪跃.复杂地质条件下离散膨胀性软岩控制及支护技术应用[J].煤矿现代化,2008,04:76-77.
[4]龙刚.高地应力复杂地质条件下巷道锚喷支护的数值模拟及优化研究[D].安徽建筑工业学院,2011.
[5]桑普天.复杂围岩条件下半刚性全封闭复合衬砌支护技术研究及应用[D].安徽理工大学,2012.