龙煤集团双鸭山矿业公司集贤煤矿 黑龙江双鸭 155100
摘要:由于煤矿井下巷道掘进顶板支护工程难度大,技术复杂,在实际的支护工作中会受到施工工艺和恶劣环境的影响。为了获得更安全可靠的煤炭资源,我们将在巷道支护工作中充分准备煤炭,并且在道路支护技术的过程中有很多。因此本文以此为背景来对巷道支护技术在井下掘进中的应用展开研究,为井下煤炭的开采提供参考。
关键词:巷道支护技术;井下掘进;监测制度;应用对策
一、巷道支护技术的相关概述
巷道支护技术又可以细分为围岩支护、围岩加固以及多元支护技术等。其中围岩支护主要是通过金属支架来对巷道围岩表面进行支撑,以此来缓解围岩变形的压力,是一种被动的支护方式,也是临时的支护方式。由此可以看出,如果井下掘进过程中,长时间采用围岩支护的方式,会存在着安全隐患。围岩加固就是通过锚杆锚索钻孔的方式来对围岩的内部进行加固,从而缓解了围岩的变形时间,是一种主动支护的方式。而多元支护技术是利用多种支护技术的综合体,如锚索+锚杆+锚注的方式,来对围岩进行保护。因此不同的项目,还可以根据自己的实际情况选择合适的巷道支护方式。
二、煤矿井下巷道掘进支护方式
1.预留煤柱支护
这是一种相对来说较为传统的巷道支护方式,在巷道上区段到下区段之间应用较多。这种支护方式具有明显的优势,操作比较简便,而且这种预留煤柱的支护方式能很好的维持巷道的通风、排水能力。随着煤炭行业不断向前发展,预留煤柱支护技术也逐渐成熟,较为广泛的应用在煤矿井下开采作业中。但到目前为止,该种支护方式仍存在一些弊端,比如,其支护成本和运行维护的成本较高,提高了煤炭的开采成本,降低煤炭企业的经济效益;一旦作为顶板支护的煤柱不符合井下巷道相关的支护要求或者发生破裂,就会严重威胁到整个巷道的安全性,提高施工的危险系数。
2.锚杆支护
锚杆支护是煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的重要支护方式之一,能够在实际的应用过程优化煤矿巷道的支护方式,提高煤矿的经济效益。钢带、锚杆托板和锚固剂等都是在锚杆支护中经常应用的支护构件,锚杆可以有效发挥抗剪切和抗拉伸的作用,而托板可以连接锚杆的尾部和围岩,在螺母上施加相应的扭矩,从而使得托板的压力能够在巷道表面作用,同时给锚杆施加预紧力。随着预紧力在煤岩上逐渐扩散,可以改善围岩的应力,保持其的稳定性,不容易发生变形。
三、影响巷道支护技术稳定的因素
1.施工工艺
目前煤矿巷道掘进主要采用钻爆法掘进搭配锚喷顶板支护的方式。钻爆法的在提高了工程施工效率的同时,也保证了工程的施工质量和掘进的速度。施工中技术运用的好坏直接影响支护技术的稳定,炮眼的位置和火药使用量都要严格按照标准执行,如果工作人员定位和计算不准确,就会造成很多的安全事故,同时给施工工作带来更大的压力。
2. 恶劣环境
煤矿工程的所有工作几乎都在地下进行,煤矿工程质量和安全的受地下恶劣的环境的影响。煤矿井下的地质环境复杂,断层、褶皱顶板破碎、陷落柱等都会影响支护工作。在地质较好的条件下,不需要放太多的支架在巷道内,也可以加快工程掘进速度,但是遇到复杂的地质情况就要使用更好的顶板支架去支护,同时也会减缓工程掘进速度。由于地质条件恶劣容易发生坍塌事故,也威胁了施工人员的安全。
3. 人为原因
在施工中,施工人员的技术水平和对待工作的态度影响着支护工作效果。
矿井下作业由于工作性质和工作环境恶劣等原因很难吸引到大批的专业人才,同时有些施工单位为了节省成本,招聘非专业人员参与支护工作;由于他们缺乏专业知识且安全意识不强,支护工作处理不当就会影响支护效果。
四、巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用措施
1.合理选择、运用支护技术
在煤炭井下挖掘过程中,还需要合理的选择、运用巷道支护技术。上文中提到了要对岩石的性质进行确认,为巷道支护技术的选择打好基础,在实际中减少工作难度。在具体的应用中,如果岩石的性质比较软,开采需要在软岩的巷道中进行掘进,可以采用锚杆支护技术来保证井下掘进的安全以及效率。在井下掘进过程中,巷道的参数是一直在变化的,还需要及时的搜集相关数据来进行控制,保证井下掘进的安全。在井下掘进过程中,还需要不断的增强支护的承载力,以此来达到实际的支护目的。还可以根据地质的构造、矿压观测的数据来选择合适的支护技术,以及巷道施工方案。在掘进过程中,还需要保持巷道的光滑,在井下爆破时,还需要跟锚喷支护的相结合的方式,在合适的巷道处进行爆破。
2.优化巷道支架的结构,提高其性能和强度
在开展实际的煤矿井下巷道掘进顶板支护工作时,相关的工作人员必须注意第一次的掘进,注意是否有巷道位置发生变化的情况。而往往在第一次的掘进工作中,巷道位置都发生一些变化,甚至发生变形,阻碍掘进工作的持续进行。针对这个常态化的问题,施工人员应当根据实际的施工环境对巷道支架的结构进行优化,选择最合理的施工方案。支护结构要选用刚性和柔性都适中的材料,可以避免巷道出现变化甚至变形的情况。还应当选择最合适的支护结构构造方案,这可以保持巷道在施工过程中的完整性,支架的强度也是影响巷道安全稳定的一个重要因素,优化支架的强度以及其他的相关功能,为围岩提供合适的空间,保障煤矿井下巷道掘进顶板支护工作的顺利进行,相关的工作人员在实际的施工过程中应当结合所在地区的环境,适当释放围岩所承受的压力,提高煤矿井下巷道掘进顶板支护技术。
3.加强施工人员的技术培训
支持和应用水平与企业的生产效率和整个企业的经济效益直接相关。因此,要加大财政投入和宣传力度,对施工人员进行技术培训,使地下人员熟悉新的支持技术和支持技术的应用。将工艺原理的培训与施工实践的评估相结合,地下工人的技术水平足以跟上新技术和设备的推广。在煤炭开采过程中,员工是安全管理的主体和重要因素。在隧道工程施工前,相关人员接受过技术,理论和技术知识学习,工作经验,操作行为理解,熟悉屋顶支撑技术管理知识,学习相关规章制度,进行职前培训。在进入隧道工程施工现场之前,进行培训,组织实践,轮训实践培训,特殊活动培训,提高员工实际操作能力,加强安全教育和培训,召开安全动员会议。
4.建立安全施工制度
施工中,安全是一切工作顺利开展的前提,所有煤矿井下作业一定要树立安全第一的意识,在煤矿井下巷道掘进和支护过程中要制定相关的安全施工标准。同时,施工企业也要对施工人员进行安全教育,监管理人员起到监督管理的作用,确保支护技术安全的应用到巷道掘进中。另外,企业还要对施工人员的掘进顶板支护技术进行不定期的考核,设立奖惩制度,奖励成绩优异的员工,让员工在提高安全意识的同时加强对掘进中顶板支护技术的学习。
结束语
煤矿施工中,做好煤矿井下巷道掘进支护工作十分关键,煤矿开采地质复杂,施工环境恶劣等因素加大了支护工作的施工难度。因此在实际的应用中,需要根据对现场进行勘察,了解围岩的特性、地质结构等制定合理的施工方案。并且健全监测制度,实时的对围岩的变化、支护效果进行监测,保证井下掘进的安全。此外还需要加强对施工人员的技术培训,让其掌握足够的巷道支护施工工艺以及处理安全隐患的能力,提高井下掘进的安全和效率。
参考文献
[1]武雁伟.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J].当代化工研究, 2019(10):115-116.
[2]张欣.巷道支护技术在煤矿井下掘进中的应用[J].山西能源学院学报,2018,31(01):23-25.