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【摘 要】本文通过该对巷道掘进支护中常见的问题进行分析,并提出一些措施,期望能更好的促进巷道掘进支护工程施工方法的优化。
【关键词】巷道掘进;支护;问题;应对措施
引言
煤炭为中国的主要能源,据有关资料统计,国内能源消费在一次能源生产和消费总量分别可占到76%和69%,虽说现今流行绿色能源开发,但在很长一段时间煤炭仍然会是中国的重要能源结构。目前煤炭开采的速度有所减缓,但浅部煤炭资源已日渐枯竭,进入深部开采成为不可避免的趋势,进入深部开采后地质条件会更加复杂,高地应力作用下的巷道围岩变形严重,尤其是对于巷道掘进支护来说,巷道开挖后能否及时支护及支护体能否控制围岩变形,这将是巷道安全掘进的难点,也是重点。
一、掘进巷道的用途及支护种类
煤矿掘进的巷道主要有工作面运料巷、工作面回风巷及工作面运料石门等。工作面运料巷是回采时设备材料运输、通风、行人的重要通道;工作面回风巷是巷道掘进及工作面回采时的回风通道;各工作面运料巷道、石门应该充分满足掘进及回采时的运料、行人等要求。根据各巷道和石门的用途不同,掘进工作面采取的支护形式也有差别,主要有锚喷支护、锚杆支护、金属拱形支护、金属拱形无腿支护、梯形支护、前探支护、盘式支护等。按照时间划分主要有永久性支护、临时性支护和超前性支护三种。具体采用何种支护方式,由井巷自身特点而确定。
二、煤矿巷道掘进中存在的问题
(一)巷道的数量及不稳定性影响掘进支护工程煤矿产业的发展,使采煤工作已经逐渐科技化和技术化,但对于井下煤运输技术还需要进一步提升。传统的井下煤运输是挖掘岩巷道,岩巷道的稳定性不强,并且工程量大,不仅不能减少工程工期,还会增加建井周期。
另外,为保证井下煤的运输的效率,需要同时建立多条巷道,因此加大了支护施工的工程量。在此方面,提高巷道的安全性和掘进速度,并且需要合理的进行资源整合。
(二)巷道的断面和形状
巷道内呈拱形,拱形的巷道难以运输大量煤炭。随着人们对煤矿开采需求的不断增加,运输效率影响了煤炭生产。并且巷道中的断面较小,大型的采煤设备无法进入,影响采煤的工作效率。
(三)支护难度增加
近年来随着开采速度不断增加,国内大多数煤矿开始逐渐进入深部开采,深部开采的地质条件更加复杂多变,而且高地应力作用下的巷道围岩更加难以控制,尤其是掘进支护方面,巷道开挖后处于无支护的状态,围岩在高应力或断层、陷落柱等其它复杂地质条件下容易发生突变,往往支护还没有支护到位就需要对巷道围岩进行重新整修。同时,高地应力的作用对巷道支护体的承载能力也提出了挑战,一般传统的支护体承载能力较低,很难满足深部巷道的支护强度要求,特别是巷道掘进中的临时支护,其支护强度的高低直接影响到掘进工作的安全。
三、煤矿巷道掘进影响的应对措施
(一)升级掘进设备
从根本上提升我国煤矿巷道掘进效率的关键,就必须着眼于对各类煤矿巷道掘进中设备的提升,升级掘进设备,有效的提升巷道掘进的施工效率。
就目前来看我国在煤矿巷道掘进中使用的设备水平相对于较低,因此,应该借鉴相关的国外先进的煤矿巷道掘进施工设备和技术,选择性的引进国外的先进设备,辅助我国提升在巷道掘进技术上的创新以及相关设备的更新,进而吸收国外先进技术,逐步开发出符合我国煤矿巷道掘进以及巷道支护施工中的设备,有效的提升我国煤矿巷道掘进施工过程中的效率,降低设备出现故障的概率。
(二)提高组织管理
为了提高煤矿巷道掘进的进度,必须要优先使用先进的施工工艺、施工设备和施工的工艺。煤矿企业对于自身经营管理的模式创新也是至为关键的,在经营管理中认识到设备提升对于企业生产经营以及安全性的提升都是煤矿企业所必须关注的。
故而,就设备而言,需要加大对施工过程中资金的投入,优先使用新型的施工设备和施工的工艺,不断提升煤矿巷道掘进设备的自动化和智能化水平,降低施工人员的劳动强度,提升巷道的掘进施工进度和效率。就管理模式而言,改善原有的不科学的管理模式,使用现代化的管理模式,对生产的计划进行合理的配置,不断的加强对施工各个环节的监督,在施工的全过程采用动态管理的模式,不断提高施工的技术。就管理制度而言,必须要加强对施工设备和施工工艺的创新,提高我国煤矿巷道掘进施工的质量。
在进行施工的过程中,加强对施工设备的管理工作,并且定期对施工设备进行检修,减少故障的出现,以此来提高掘进的进度和施工的效率,保证施工的顺利稳定的进行。
(三)锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用
锚杆支护在巷道支护中的应用已经相当普遍,并且已经建立了一套比较成熟的支护理论体系,该技术灵活性较强,对复杂地质条件的巷道支护适应性较强。
巷道开挖后会破坏原有的应力平衡状态,巷道围岩部分区域会出现应力集中,顶板发生离层与滑动,处于不稳定的状态,而锚杆支护的作用能够给巷道施加围压,将顶板岩层悬吊在深部稳定的岩层上,并能够抑制围岩的进一步变形,达到巷道支护的目的。在锚杆支护的基础上对围岩进行注浆加固能够取得良好的支护效果,适合深井高地应力作用下的巷道掘进施工。
注入的浆液能够封闭裂隙,改善围岩的物理力学性质,提高围岩的承载能力,并且所注入的水泥浆液还能够改善锚杆支护的受力状态,进一步提高锚杆的支护效果。锚固与注浆联合支护的初期,围岩仍然可以通过变形释放一定的弹性能量,变形程度不能过大,以防影响后期的支护施工。
(四)采用吊环式前探梁临时支护
巷道掘进后在进行永久支护之前为确保作业人员安全及防止顶板冒落影响掘进进度,必须进行临时支护。特别是在岩巷掘进顶板破碎时或者煤巷掘进过程中更需要加强临时支护。
使用吊环式前探梁支护时,前探梁长度不得小于3.5m,巷道毛宽≤4m的,使用2根前探梁;巷道毛宽>4m的,使用3根前探梁,前探梁可使用直徑3吋钢管,管壁厚度4mm制成,前探梁的固定方式用吊环固定,吊环采用直径不得小于10mm钢筋或壁厚≥4mm钢管制成,每根前探梁固定点不得少于3个或者间距1m,前探梁间距1.5m。锚喷或锚网支护时,前探梁后端用卡箍固定在永久支护锚杆上,前端打超前锚杆安装卡环固定,前探梁上横放木板接顶,并用木楔固紧。掘进后应及时将前探梁伸移到掌子面,按规程要求位置打入超前锚杆安装卡环,同时卸下最后排的卡环,将前探梁穿入新安装的卡环内,并木楔背好顶,再进行锚网等永久支护。
前探梁临时支护必须注意以下几点:一是掘进后必须进行敲帮问顶,排除迎头活矸、危岩,确保施工安全;二是不得在失效锚杆上吊挂卡环;三是吊环的螺口与锚杆丝杆相吻合,不得出现空洞现象;四是作业人员必须站在支护好的地点前窜前探梁,严禁空顶作业。
结束语
通过对复杂地质条件下,采区在回采时遇到的顶板支护技术问题的分析,可以得出顶板锚带网和锚索通过联合支护能够有效进行复杂地质条件的施工,逐渐从被动支护变为主动支护,巷道围岩应转化为承载体,以此降低围岩松动变形的可能,干扰顶板支护施工。施工人员充分运用围岩的稳定性,增加自身的支护强度,在压力集中的复合地质条件下,选取具有较强适应性的支护技术。
参考文献:
[1]田贵阳.煤矿掘进支护中存在的问题及应对措施[J].内蒙古煤炭经济,2015,01:121+124.
[2]姜德坤.巷道掘进支护研究[J].黑龙江科技信息,2015,01:80-81.
[3]肖强.巷道掘进支护中常见问题与应对措施分析[J].能源与节能,2015,02:166-167.
[4]高冬,张昭喜.煤矿掘进支护问题和对策分析[J].煤矿现代化,2015,01:102-103.
【关键词】巷道掘进;支护;问题;应对措施
引言
煤炭为中国的主要能源,据有关资料统计,国内能源消费在一次能源生产和消费总量分别可占到76%和69%,虽说现今流行绿色能源开发,但在很长一段时间煤炭仍然会是中国的重要能源结构。目前煤炭开采的速度有所减缓,但浅部煤炭资源已日渐枯竭,进入深部开采成为不可避免的趋势,进入深部开采后地质条件会更加复杂,高地应力作用下的巷道围岩变形严重,尤其是对于巷道掘进支护来说,巷道开挖后能否及时支护及支护体能否控制围岩变形,这将是巷道安全掘进的难点,也是重点。
一、掘进巷道的用途及支护种类
煤矿掘进的巷道主要有工作面运料巷、工作面回风巷及工作面运料石门等。工作面运料巷是回采时设备材料运输、通风、行人的重要通道;工作面回风巷是巷道掘进及工作面回采时的回风通道;各工作面运料巷道、石门应该充分满足掘进及回采时的运料、行人等要求。根据各巷道和石门的用途不同,掘进工作面采取的支护形式也有差别,主要有锚喷支护、锚杆支护、金属拱形支护、金属拱形无腿支护、梯形支护、前探支护、盘式支护等。按照时间划分主要有永久性支护、临时性支护和超前性支护三种。具体采用何种支护方式,由井巷自身特点而确定。
二、煤矿巷道掘进中存在的问题
(一)巷道的数量及不稳定性影响掘进支护工程煤矿产业的发展,使采煤工作已经逐渐科技化和技术化,但对于井下煤运输技术还需要进一步提升。传统的井下煤运输是挖掘岩巷道,岩巷道的稳定性不强,并且工程量大,不仅不能减少工程工期,还会增加建井周期。
另外,为保证井下煤的运输的效率,需要同时建立多条巷道,因此加大了支护施工的工程量。在此方面,提高巷道的安全性和掘进速度,并且需要合理的进行资源整合。
(二)巷道的断面和形状
巷道内呈拱形,拱形的巷道难以运输大量煤炭。随着人们对煤矿开采需求的不断增加,运输效率影响了煤炭生产。并且巷道中的断面较小,大型的采煤设备无法进入,影响采煤的工作效率。
(三)支护难度增加
近年来随着开采速度不断增加,国内大多数煤矿开始逐渐进入深部开采,深部开采的地质条件更加复杂多变,而且高地应力作用下的巷道围岩更加难以控制,尤其是掘进支护方面,巷道开挖后处于无支护的状态,围岩在高应力或断层、陷落柱等其它复杂地质条件下容易发生突变,往往支护还没有支护到位就需要对巷道围岩进行重新整修。同时,高地应力的作用对巷道支护体的承载能力也提出了挑战,一般传统的支护体承载能力较低,很难满足深部巷道的支护强度要求,特别是巷道掘进中的临时支护,其支护强度的高低直接影响到掘进工作的安全。
三、煤矿巷道掘进影响的应对措施
(一)升级掘进设备
从根本上提升我国煤矿巷道掘进效率的关键,就必须着眼于对各类煤矿巷道掘进中设备的提升,升级掘进设备,有效的提升巷道掘进的施工效率。
就目前来看我国在煤矿巷道掘进中使用的设备水平相对于较低,因此,应该借鉴相关的国外先进的煤矿巷道掘进施工设备和技术,选择性的引进国外的先进设备,辅助我国提升在巷道掘进技术上的创新以及相关设备的更新,进而吸收国外先进技术,逐步开发出符合我国煤矿巷道掘进以及巷道支护施工中的设备,有效的提升我国煤矿巷道掘进施工过程中的效率,降低设备出现故障的概率。
(二)提高组织管理
为了提高煤矿巷道掘进的进度,必须要优先使用先进的施工工艺、施工设备和施工的工艺。煤矿企业对于自身经营管理的模式创新也是至为关键的,在经营管理中认识到设备提升对于企业生产经营以及安全性的提升都是煤矿企业所必须关注的。
故而,就设备而言,需要加大对施工过程中资金的投入,优先使用新型的施工设备和施工的工艺,不断提升煤矿巷道掘进设备的自动化和智能化水平,降低施工人员的劳动强度,提升巷道的掘进施工进度和效率。就管理模式而言,改善原有的不科学的管理模式,使用现代化的管理模式,对生产的计划进行合理的配置,不断的加强对施工各个环节的监督,在施工的全过程采用动态管理的模式,不断提高施工的技术。就管理制度而言,必须要加强对施工设备和施工工艺的创新,提高我国煤矿巷道掘进施工的质量。
在进行施工的过程中,加强对施工设备的管理工作,并且定期对施工设备进行检修,减少故障的出现,以此来提高掘进的进度和施工的效率,保证施工的顺利稳定的进行。
(三)锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的应用
锚杆支护在巷道支护中的应用已经相当普遍,并且已经建立了一套比较成熟的支护理论体系,该技术灵活性较强,对复杂地质条件的巷道支护适应性较强。
巷道开挖后会破坏原有的应力平衡状态,巷道围岩部分区域会出现应力集中,顶板发生离层与滑动,处于不稳定的状态,而锚杆支护的作用能够给巷道施加围压,将顶板岩层悬吊在深部稳定的岩层上,并能够抑制围岩的进一步变形,达到巷道支护的目的。在锚杆支护的基础上对围岩进行注浆加固能够取得良好的支护效果,适合深井高地应力作用下的巷道掘进施工。
注入的浆液能够封闭裂隙,改善围岩的物理力学性质,提高围岩的承载能力,并且所注入的水泥浆液还能够改善锚杆支护的受力状态,进一步提高锚杆的支护效果。锚固与注浆联合支护的初期,围岩仍然可以通过变形释放一定的弹性能量,变形程度不能过大,以防影响后期的支护施工。
(四)采用吊环式前探梁临时支护
巷道掘进后在进行永久支护之前为确保作业人员安全及防止顶板冒落影响掘进进度,必须进行临时支护。特别是在岩巷掘进顶板破碎时或者煤巷掘进过程中更需要加强临时支护。
使用吊环式前探梁支护时,前探梁长度不得小于3.5m,巷道毛宽≤4m的,使用2根前探梁;巷道毛宽>4m的,使用3根前探梁,前探梁可使用直徑3吋钢管,管壁厚度4mm制成,前探梁的固定方式用吊环固定,吊环采用直径不得小于10mm钢筋或壁厚≥4mm钢管制成,每根前探梁固定点不得少于3个或者间距1m,前探梁间距1.5m。锚喷或锚网支护时,前探梁后端用卡箍固定在永久支护锚杆上,前端打超前锚杆安装卡环固定,前探梁上横放木板接顶,并用木楔固紧。掘进后应及时将前探梁伸移到掌子面,按规程要求位置打入超前锚杆安装卡环,同时卸下最后排的卡环,将前探梁穿入新安装的卡环内,并木楔背好顶,再进行锚网等永久支护。
前探梁临时支护必须注意以下几点:一是掘进后必须进行敲帮问顶,排除迎头活矸、危岩,确保施工安全;二是不得在失效锚杆上吊挂卡环;三是吊环的螺口与锚杆丝杆相吻合,不得出现空洞现象;四是作业人员必须站在支护好的地点前窜前探梁,严禁空顶作业。
结束语
通过对复杂地质条件下,采区在回采时遇到的顶板支护技术问题的分析,可以得出顶板锚带网和锚索通过联合支护能够有效进行复杂地质条件的施工,逐渐从被动支护变为主动支护,巷道围岩应转化为承载体,以此降低围岩松动变形的可能,干扰顶板支护施工。施工人员充分运用围岩的稳定性,增加自身的支护强度,在压力集中的复合地质条件下,选取具有较强适应性的支护技术。
参考文献:
[1]田贵阳.煤矿掘进支护中存在的问题及应对措施[J].内蒙古煤炭经济,2015,01:121+124.
[2]姜德坤.巷道掘进支护研究[J].黑龙江科技信息,2015,01:80-81.
[3]肖强.巷道掘进支护中常见问题与应对措施分析[J].能源与节能,2015,02:166-167.
[4]高冬,张昭喜.煤矿掘进支护问题和对策分析[J].煤矿现代化,2015,01:102-103.