复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用研究 陈宜惠

发表时间:2020/5/21   来源:《科学与技术》2020年1月2期   作者:陈宜惠
[导读] 现在,我国各个矿区的煤矿回采已经全面实现了机械化,
        摘要:现在,我国各个矿区的煤矿回采已经全面实现了机械化,回采工作面的工作设备规格也越来也大,相应的产量、开采强度在不断提升。为确保煤矿回采的正常运输以及巷道的正常通风,巷道断面在不断扩大。本文对复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用进行分析,以供参考。
        关键词:煤矿采煤;掘进支护技术;运用
引言
        随着煤矿开采深度与广度的加大,导致煤矿开采存在的安全问题不断涌现。要想进一步预防煤矿安全事故的产生,提高煤矿采掘作业效率,需注重对高强支护技术的科学应用,通过对巷道稳定加固保护,确保煤矿采掘作业的顺利开展。
1掘进支护技术介绍
        在进行煤矿开采时,掘进支护技术的使用主要是增强开采过程的安全性,而且技术使用的有效性也影响煤矿开采的正常进行。在复杂地质环境下进行煤矿开采时,掘进支护技术的使用主要有复合支护、围岩支护及加固。围岩支护通常是利用金属支架对岩层的变形进行支撑,减少岩层的受力,使矿井更加安全。而围岩加固主要是在巷道掘进时对围岩进行钻孔,然后用锚杆进行加固支护,是一种主动支护形式,而且工作较为简便、投入成本低,在矿井的掘进中较常应用。复合支护主要是通过不同的多种支护技术结合,也可以使用相应的复合材料,这能够发挥多种技术中的优势,在复杂地质条件下进行煤矿掘进支护时也较常应用。
2支护技术的应用
        近年来由于经济持续的增长,社会对于煤炭的需求量也在同步增加,煤矿企业为了增加产量需要提升采矿深度。由于开采强度的增加,煤矿开采面的地表压力开始增加,围岩自身原有的应力也会降低,通过微应力作用于岩石上,导致巷道发生运动与变形等多种,高强度支护技术的应用考虑到当前煤矿开采中巷道的条件,高强度支护进行了特别设计,技术的应用可以保证深部巷道的稳定性。特别是针对地形比较复杂的开采区域,由于表层土壤较为脆弱,或开采处于较为柔软的煤层,可以保障采矿作业的安全性。
3支护技术的特点
        高强支护技术在应用时对于操作没有过多的要求,操作简单容行,企业对于高强支护技术的应用时也不同太多的资金投入,而且可以在一定程度上减少企业的安全投入。高强支护技术的优势体现在可以适应多种开采环境。高强度支护的组装也十分方便,不需要没有太多的专业知识与专业技术,而且质量也有保证,还体现出方便携带的特点,在开采作业时可以极快的适应作业面的环境,并且具有较长的使用寿命,可以节约资金的投入,保证企业的经济效益。企业在煤炭开采中应用高强支护技术,可以对煤矿巷道加固,提升巷道的承重效果,从而保证了巷道的稳定性
4煤矿采煤掘进中高强度支护技术的应用作用
        煤矿采煤掘进中应用高强度支护技术的作用有以下几个方面:第一,该技术对煤矿有支撑的作用,同时也保障了煤矿作业环境的安全;第二,巷道的变形现象得到了有效的降低,高强支护技术与联合技术两者相结合,共同运用到采煤掘进工作中,能够最大程度的避免巷道的变形问题;第三,高强度支护技术不是一成不变的,它可以根据煤矿的实际情况,针对岩石的深度、形态等进行分析和调整,选择科学、合理的支护方式;第四,自身的作用能够最大的发挥出来,采煤掘进中采用高强度支护技术,岩石的承载力得到了最大化的展现,从而发挥了高强支护技术的强大支撑作用。
5高强支护技术的应用问题
        当应力增强时,仅采用支撑措施,其强度大于目前的承载力,或将围岩的承载力控制在一定范围内。然后这些加固措施将控制巷道的变形,使周围岩层处于相同的压力下,以保證巷道的完整性,避免更大的破坏。在煤矿巷道的开挖前,都会进行工程设计,以及一些数据分析,监督工作也会一并进行,确保能够安全施工,同时保证施工的质量。但是由于高强支护技术是隐蔽且严格的支护措施,在对工作中的每项数据都确定后,但是却不能轻易控制相应的作业流程来确保巷道掘进的可靠性。

一旦加固措施不完善,随着巷道的深度增加,其环境也随之复杂,会出现顶板冒落的情况,对作业人员的人身安全起到了一定的威胁。高强支护技术并非能够应用到所有的巷道中,对于一些应力巷道和特殊巷道中并不适用,这样的巷道中发生巷道顶部变形的几率更高,这样一来会影响采煤作业的正常进行,采煤环境也得不到安全的保障。
6复杂地质中煤矿采煤掘进支护技术及使用
        6.1截齿的合理使用
        这一过程主要考虑到截齿的耐磨性,当强度增加时,煤矿开采掘进的效率就会提高,同时对岩石进行截割也会减少磨损的产生。不过在掘进的过程中,如果岩石的硬度超过截齿,就不能使用设备进行切割,需要用爆破的方式进行,对设备的不必要损伤能够减小。
        6.2锚网支护技术使用
        ①直接破顶法。煤矿的断层情况较为复杂,在一些土质松软的区域进行煤矿开采掘进时,会存在很多的不稳定因素,危险性较高,这种情况下可以使用锚网支护中的直接破顶方法进行掘进。直接破顶法主要是直接利用掘进机破除断层顶部的松软土质层,露出比较牢固的岩层顶板,然后利用锚网锁进行支护。不过在这一过程中,要注意如果岩石顶板的高度差小于2,硬度系数达不到5时,这种岩石顶板容易碎,这时就不能应用这种方法进行支护。直接破顶法的使用还可以在巷道坡度较大时进行,这种应用能够减小煤矿掘进工作的困难。②退后卧底法。矿区的岩石如果比较完整、牢固,就可以使用退后卧底方法,这种方法的应用主要注意断层顶部的最低位置要与其保持在安全距离内。退后卧底方法的使用能够使断层区域的完整性得到有效的保证,掘进工作进行时,也更加安全稳定。只是这种方法的使用需要工作人员保持较好的状态,能够克服高强度、艰苦的环境。③锚杆临时支护加U钢法。在矿区断层落差较大且煤矿的煤量非常大时,就可以使用锚杆临时支护加U钢法,使用这种方法主要是通过U型钢架加固巷道,这一技术是结合了临时支护和锚杆支护。在使用这种方法时要想更加有效,就要使锚杆的倾斜度一定,保证临时支护的安全稳定性。
        6.3煤矿采煤掘进工作中锚杆支护技术的应用
        锚杆支护技术是巷道高强支护方案的一个关键性组成部分,在应用锚杆支护技术时,关键的步骤是组合、联结、加固锚杆。在采煤掘进工作中,因为巷道施工,固有的岩层结构受到破坏,这降低了岩层稳定性,为了提高岩层结构稳定性和巷道的安全性,要求在稳定地层中深入锚杆,进而实现巷道围岩结构稳定性的提升。在锚杆支护施工时,应选择和组合锚杆,在有效组合锚杆之后,组合拱与组合梁能够形成于巷道中,从而有效地防止出现冒顶现象。最后要求加固全部的锚杆,结合采煤掘进工作的施工现状,设置适宜的锚杆群,进而以锚杆群在巷道周围建构一种封闭式的承载结构,以使锚杆支护的质量提升。跟液压支架方式存在显著的差异性,锚杆支护重点体现的功能是防御性支护。
结束语
        煤矿企业要加强对高强支护技术的应用,结合企业的实际情况,应用该技术,与此同时,要能够对高强支护技术进行不断的创新和完善为煤矿企业所用,发挥其最大的优势,保证煤矿采煤掘进工作的安全,降低事故发生的概率,预测风险,防范风险的发生,为煤矿企业的发展提供强有力的技术支撑。
参考文献
[1]樊强.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用研究[J].江西化工,2019(06):201-202.
[2]张建辉.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用[J].矿业装备,2019(06):50-51.
[3]王志军.采煤掘进中高强支护技术的应用分析[J].石化技术,2019,26(11):223+225.
[4]李翔.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术探讨[J].能源与节能,2017(03):161-162.
       
       
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