论文部分内容阅读
摘要:文章结合实际对煤矿掘进支护过程中遇到的常见问题进行分析,同时根据问题现状给出了相关的控制方法,实践可知,在煤矿掘进支护过程中,合理的应用支护方式能够大大提高煤矿掘进施工水平。
关键词:煤矿掘进支护;问题;应对方法
煤炭是我国非常重要的能源,伴随着经济与社会的发展,人们的生产生活中对于煤炭的需求量持续增加。煤矿开采是获取煤炭资源的主要方式,随着全面的开采进行,我国的露天煤矿资源已开采殆尽,逐步开始转向地下开采。煤矿地区的自然条件比较差,作业施工难度比较高,在具体开采掘进的过程中,容易发生严重的坍塌等事故,导致开采作业无法进行,同时还可能出现严重的人身安全和死亡等事故发生。矿井开采需要掘进巷道,为了可以提升施工速度与开采效率,采用掘进支护作业方式,以保证巷道的安全和稳定,从而可以给开采工作人员提供一个安全、稳定的工作环境。
一、煤矿掘进支护现状
在煤矿掘进支护技术实施的过程中,它能够在各个煤矿领域中应用,具体来说它主要应用形式体现在以下方面:
(一)煤矿巷道
国内80%的煤矿都是在地下分布的,开采时需要掘进巷道,要保证内部的通风排水、煤炭运输等。因为矿井条件比较差,环境异常恶劣,所以容易发生巷道坍塌等事故问题。因此,必须提升巷道的安全性。在开采逐步深入之后,其有着如下的发展方向。
①就层位来讲,为了可以提升掘进速度、提升施工效率,永久性巷道已经逐步向岩巷到煤巷的过渡。煤炭开采技术的逐渐发展,回采巷道已经逐步的转变成为煤层顶板巷道;
②从巷道数量来说,由于煤炭开采的逐渐深入,大型矿井的数量在持续增多,为了可以满足煤炭开采通风与运输的需要,单巷布置的方式逐渐减少,几乎都改为多巷布置的方式;
③从巷道的断面形式来看,为了能够提升掘进速度,传统断面形式逐渐被淘汰,目前多数都是矩形巷道截面形式,其可以大大提升开采效率和掘进速度。巷道的断面尺寸也在逐渐扩大,很多大型设备被应用到实践中;
④从巷道赋存条件来说,巷道的深度逐渐增大,其所面临的地质条件复杂化。
从上述发展态势分析,我国煤炭巷道的风险增大,掘进支护的难度也在提升,必须要及时进行支护技术的改革与创新,从而可以满足煤炭开采工作的需要,确保航道运行的稳定性。
(二)煤矿巷道掘进支护
巷道支护是保证地下煤炭开采安全性的主要措施,在长期发展的进程中,支护施工技术的发展速度加快,很多新型的施工材料被应用到其中,锚杆支护就是当前应用最为普遍的一种。国内锚杆支护出现在上世纪50年代左右,当时主要应用的是钢丝绳砂浆锚杆、机械锚杆、快硬水泥锚杆等几种形式,其都属于被动支护的方式,结构强度比较差,对于一些地质简单的位置可以使用。而一旦在施工中地质条件比较复杂,这些技术就很难发挥出优势。经过长期的试验和摸索,同时也引进了大量的先进技术,高强度锚杆支护成为了当前的主流方式,被广泛使用到煤炭工程中。伴随着开采的深入进行,强力锚杆与高预应力锚杆支护技术逐渐被研发和应用,形成的结构形式使我国的支护体系更加的完整。
锚杆支护是目前我国煤炭巷道支护主要方式,主要是利用岩体强度与粘聚力来处理巷道围岩的张裂、滑移等方面的问题。在现代发展中,我国对于支护的刚度、强度以及可靠性都有着非常高的要求,大大提升掘进效率。国内很多煤矿都采取这种锚杆支护的结构形式,技术已经非常成熟,极大促进了我国煤炭开采领域的发展。
二、煤矿掘进支护中的问题及应对方法
(一)吊环式前探梁的应用
临时支护主要是应用3根吊挂前探支架,并应用π型钢材将其制作成为探梁,长度尺寸为3m,然后将吊环固定。在上述3根支架中,沿着巷道的方向需要布置1根,在距离中线前探梁约1m的位置上需要设置两侧前探梁。为了可以提升探梁的稳定性,每根都要布置两个固定点。此外,前探梁端部的距离应该控制在0.35m以下,同时还应该设置木楔、方木等材料;超前支护通常需要将前进距离控制在0.35m以下,并且需要保证梁体的强度与吊环是配合的。
(二)吊链式前探梁的应用
该结构也是应用3根吊挂前探支架为临时支护的结构形式,同时也是应用π型钢梁为主要结构,长度为3m以上,然后应用吊链进行稳定连接。该技术与上一技术比较相似,其區别在于两侧前探梁都需要设置在中线探梁的1.2m的位置上。架设施工开始之前,应该做好准备工作,同时作业位置清理干净,然后才能开始前探梁的搭设施工。此外,为了提升施工的安全性,作业都要在已经完成支护的位置上开始。
三、锚杆支护成套技术在煤矿掘进中的实际应用
该技术的主要优势就是灵活性强、操作非常简单方便,为主动支护的方式,质量水平比较高,可以大大提升围岩稳定性,并且能够确保巷道的通畅性。除了上述的优势,还具有较强的节能环保性,成本非常低。
(一)锚杆支护的材料
锚杆支护开始之前的首要工作就是选择合适的施工材料,材料的质量对于工程的质量存在直接的影响,如果应用传统支护材料,其性能较差,无法达到安全性的要求。在以往的煤矿作业中,通常都是应用Q235圆钢作为主要的锚杆材料,目前已经很少使用。随着煤矿地质条件日益复杂,很多工程都开始使用新型的锚杆材料,比如高强度螺纹钢等。此外,还应该进行结构形式的有效验证,可以保证其支护效果达到要求,逐步研发出现专用的钢材,以保证结构性能达到要求。
(二)锚固与注浆联合加固技术
松散碎石的煤炭体内进行巷道开挖施工,如果依然使用的是锚杆支护技术,效果会比较差。在进行新建设或者维修坏巷道时,只是通过锚杆支护技术也会导致不良后果的出现。因此,在施工中,应该和其他技术联合应用,比如注浆技术等。根据巷道的特性,研发出各种不同形式的注浆锚杆结构,从而可以解决其稳定性不足的问题。此外,还应该加强注浆参数的控制,可以提升结构的稳定性。水泥基材料是目前使用最为普遍的注浆施工材料,也可以根据不同环境使用不同加固材料,比如聚氨酯等。
四、结语
社会的发展带动之下,我国的煤炭开采事业取得了非常快的发展,已经逐渐的转向地下开采,但是地质条件逐渐呈现出复杂化的特点,所以需要采用新型的支护施工技术,从而可以提升煤炭开采安全性。
参考文献:
[1]煤矿掘进巷道过断层技术措施[J]. 王齐泉,闫国虎. 科技创新与应用. 2014(05) .
[2]煤矿掘进的巷道冒顶事故原因及预防策略[J]. 赵黎鑫. 技术与市场. 2017(02) .
(作者单位:山东能源临矿集团古城煤矿)
关键词:煤矿掘进支护;问题;应对方法
煤炭是我国非常重要的能源,伴随着经济与社会的发展,人们的生产生活中对于煤炭的需求量持续增加。煤矿开采是获取煤炭资源的主要方式,随着全面的开采进行,我国的露天煤矿资源已开采殆尽,逐步开始转向地下开采。煤矿地区的自然条件比较差,作业施工难度比较高,在具体开采掘进的过程中,容易发生严重的坍塌等事故,导致开采作业无法进行,同时还可能出现严重的人身安全和死亡等事故发生。矿井开采需要掘进巷道,为了可以提升施工速度与开采效率,采用掘进支护作业方式,以保证巷道的安全和稳定,从而可以给开采工作人员提供一个安全、稳定的工作环境。
一、煤矿掘进支护现状
在煤矿掘进支护技术实施的过程中,它能够在各个煤矿领域中应用,具体来说它主要应用形式体现在以下方面:
(一)煤矿巷道
国内80%的煤矿都是在地下分布的,开采时需要掘进巷道,要保证内部的通风排水、煤炭运输等。因为矿井条件比较差,环境异常恶劣,所以容易发生巷道坍塌等事故问题。因此,必须提升巷道的安全性。在开采逐步深入之后,其有着如下的发展方向。
①就层位来讲,为了可以提升掘进速度、提升施工效率,永久性巷道已经逐步向岩巷到煤巷的过渡。煤炭开采技术的逐渐发展,回采巷道已经逐步的转变成为煤层顶板巷道;
②从巷道数量来说,由于煤炭开采的逐渐深入,大型矿井的数量在持续增多,为了可以满足煤炭开采通风与运输的需要,单巷布置的方式逐渐减少,几乎都改为多巷布置的方式;
③从巷道的断面形式来看,为了能够提升掘进速度,传统断面形式逐渐被淘汰,目前多数都是矩形巷道截面形式,其可以大大提升开采效率和掘进速度。巷道的断面尺寸也在逐渐扩大,很多大型设备被应用到实践中;
④从巷道赋存条件来说,巷道的深度逐渐增大,其所面临的地质条件复杂化。
从上述发展态势分析,我国煤炭巷道的风险增大,掘进支护的难度也在提升,必须要及时进行支护技术的改革与创新,从而可以满足煤炭开采工作的需要,确保航道运行的稳定性。
(二)煤矿巷道掘进支护
巷道支护是保证地下煤炭开采安全性的主要措施,在长期发展的进程中,支护施工技术的发展速度加快,很多新型的施工材料被应用到其中,锚杆支护就是当前应用最为普遍的一种。国内锚杆支护出现在上世纪50年代左右,当时主要应用的是钢丝绳砂浆锚杆、机械锚杆、快硬水泥锚杆等几种形式,其都属于被动支护的方式,结构强度比较差,对于一些地质简单的位置可以使用。而一旦在施工中地质条件比较复杂,这些技术就很难发挥出优势。经过长期的试验和摸索,同时也引进了大量的先进技术,高强度锚杆支护成为了当前的主流方式,被广泛使用到煤炭工程中。伴随着开采的深入进行,强力锚杆与高预应力锚杆支护技术逐渐被研发和应用,形成的结构形式使我国的支护体系更加的完整。
锚杆支护是目前我国煤炭巷道支护主要方式,主要是利用岩体强度与粘聚力来处理巷道围岩的张裂、滑移等方面的问题。在现代发展中,我国对于支护的刚度、强度以及可靠性都有着非常高的要求,大大提升掘进效率。国内很多煤矿都采取这种锚杆支护的结构形式,技术已经非常成熟,极大促进了我国煤炭开采领域的发展。
二、煤矿掘进支护中的问题及应对方法
(一)吊环式前探梁的应用
临时支护主要是应用3根吊挂前探支架,并应用π型钢材将其制作成为探梁,长度尺寸为3m,然后将吊环固定。在上述3根支架中,沿着巷道的方向需要布置1根,在距离中线前探梁约1m的位置上需要设置两侧前探梁。为了可以提升探梁的稳定性,每根都要布置两个固定点。此外,前探梁端部的距离应该控制在0.35m以下,同时还应该设置木楔、方木等材料;超前支护通常需要将前进距离控制在0.35m以下,并且需要保证梁体的强度与吊环是配合的。
(二)吊链式前探梁的应用
该结构也是应用3根吊挂前探支架为临时支护的结构形式,同时也是应用π型钢梁为主要结构,长度为3m以上,然后应用吊链进行稳定连接。该技术与上一技术比较相似,其區别在于两侧前探梁都需要设置在中线探梁的1.2m的位置上。架设施工开始之前,应该做好准备工作,同时作业位置清理干净,然后才能开始前探梁的搭设施工。此外,为了提升施工的安全性,作业都要在已经完成支护的位置上开始。
三、锚杆支护成套技术在煤矿掘进中的实际应用
该技术的主要优势就是灵活性强、操作非常简单方便,为主动支护的方式,质量水平比较高,可以大大提升围岩稳定性,并且能够确保巷道的通畅性。除了上述的优势,还具有较强的节能环保性,成本非常低。
(一)锚杆支护的材料
锚杆支护开始之前的首要工作就是选择合适的施工材料,材料的质量对于工程的质量存在直接的影响,如果应用传统支护材料,其性能较差,无法达到安全性的要求。在以往的煤矿作业中,通常都是应用Q235圆钢作为主要的锚杆材料,目前已经很少使用。随着煤矿地质条件日益复杂,很多工程都开始使用新型的锚杆材料,比如高强度螺纹钢等。此外,还应该进行结构形式的有效验证,可以保证其支护效果达到要求,逐步研发出现专用的钢材,以保证结构性能达到要求。
(二)锚固与注浆联合加固技术
松散碎石的煤炭体内进行巷道开挖施工,如果依然使用的是锚杆支护技术,效果会比较差。在进行新建设或者维修坏巷道时,只是通过锚杆支护技术也会导致不良后果的出现。因此,在施工中,应该和其他技术联合应用,比如注浆技术等。根据巷道的特性,研发出各种不同形式的注浆锚杆结构,从而可以解决其稳定性不足的问题。此外,还应该加强注浆参数的控制,可以提升结构的稳定性。水泥基材料是目前使用最为普遍的注浆施工材料,也可以根据不同环境使用不同加固材料,比如聚氨酯等。
四、结语
社会的发展带动之下,我国的煤炭开采事业取得了非常快的发展,已经逐渐的转向地下开采,但是地质条件逐渐呈现出复杂化的特点,所以需要采用新型的支护施工技术,从而可以提升煤炭开采安全性。
参考文献:
[1]煤矿掘进巷道过断层技术措施[J]. 王齐泉,闫国虎. 科技创新与应用. 2014(05) .
[2]煤矿掘进的巷道冒顶事故原因及预防策略[J]. 赵黎鑫. 技术与市场. 2017(02) .
(作者单位:山东能源临矿集团古城煤矿)