摘要:随着社会经济的不断发展,对于能源的需求量逐渐提高,煤炭在我国的能源结构中占据着非常重要的地位,因此,确保煤炭开采的安全进行具有十分重要的现实意义。煤矿井下巷道掘进是一项综合性的开采工作,在实际的掘进过程中,技术人员要结合煤矿的地质构造和开采要求,选择相适应的掘进设备和开采工艺,同时,还要随着开采过程中的情况变化对掘进速度进行科学合理的控制。但是在井下巷道的掘进过程中,会受到地层应力的不利影响,为了提高巷道的稳定性,就要采取科学合理的顶板支护技术,为顶板提供足够的支撑力,进而为巷道掘进工作顺利开展提供可靠保障。
关键词:煤矿;井下巷道;掘进顶板支护技术
引言
煤炭是我国能源结构中非常重要的一环。煤炭生产对于保证我国能源安全有着重要的意义,因此我国对于煤炭生产十分的重视。煤炭生产中最为重要的就是其安全工作。我国对于煤炭生产安全工作非常的重视,但是由于种种原因,煤炭安全生产事故还是时常发生,在这其中由于煤矿工作面的顶板支护出现问题导致的事故占有很大的比例,因此我们必须在实际工作中,加强对其的管理工作,从而降低其发生事故的概率。
1煤矿井下巷道掘进的支护形式
1.1锚杆支护
在现阶段煤矿顶板支护形式中,锚杆支护是经常被采用的一种形式。这种方式可以有效的保证整个巷道的安全,可以很好的对整个巷道进行加固。锚杆支护相对其他方式,具有成本低,施工简单的特点,再加之其良好的支护效果,在井下作业中被广泛使用。
1.2型钢支护
在煤矿巷道型钢支护过程中,所采用的型钢类型主要为工字钢和U型钢两种,需要结合地层实际的支护需求,进而有针对性的选择。型钢支护常用于椭圆形、半圆拱形以及圆形灯断面形式的巷道支护工作中,通常来说,所采用的支护型钢韧性较好,同时还具有良好的抗剪、抗压以及抗拉性能,能够适应井下巷道恶劣的支撑环境。巷道支架在实际的支撑过程中,主要承受来自纵向的推力和来自横向的各种载荷,因此,为了能够给巷道提供足够的支撑,型钢在这两个方向上要具有良好的承载能力。用于煤矿井下巷道支撑型钢的断面几何尺寸在地层载荷的作用下会受到抗弯截面模量的影响,而型钢支架的承载负荷与抗弯截面模量之间越接近,型钢的整体支护能力也就越高,而且几何形状也会影响型钢支架的可缩性能,进而导致不同结构型钢的支护能力不尽相同。在锁紧与滑移矿用支护型钢的几何形状的时候,就应该满足滑移所需要的平稳以及接触面的最大面积,并且保持受力始终处于最佳状态。
1.3可缩性支架支护
可缩性支架是金属支架的一种形式,金属支架的承载负荷能力包括实际承载能力与极限承载能力。可缩性支架的收缩过程体现了它的实际承载能力,而影响其实际承载能力的主要因素就是支架的整体结构和器件的连接状况。极限承载能力的刚性过程会对可缩性支架的可塑可变性产生影响。所以,可以从实际承载能力和极限承载能力的差异来对可缩性支架的最佳状态进行判断,极限承载能力比实际承载能力高时,二者的差异最小。
2影响掘进中顶板支护稳定性的因素
2.1施工巷道地理位置
地质条件是对巷道稳定性造成影响的重要决定原因之一,可能会造成巷道支护工作造成施工难度。围岩是巷道快速掘进的重要影响因素,它的存在能够对巷道起到很好的支护作用,可能会在巷道快速掘进过程中,因施工强度不断增大会造成其位移,并可能会巷道整体位置的形状标准的改变和偏移,对施工安全造成威胁。若加上巷道所处位置与水源的位置相距较近,极可能会造成巷道的疏松和变软,并对掘进巷道的稳定性可能产生极大影响,且会造成开拓巷道的塌陷。
巷道快速掘进工作中许多机械设备,工作时产生的震动、压力等都可能影响巷道的支护状况,造成整个施工地点的安全威胁问题。
2.2施工工艺
对施工工艺进行把控是提高煤矿井下巷道掘进技术的一个重要保障,在当前我国的巷道掘进技术中经常使用的是钻爆掘进,这种掘进运用很普遍,效率也较高,能够较大程度提高巷道的掘进速度。但是如果工艺运用不合理就会给巷道支护顶板的稳定性带来影响,甚至造成巷道塌方,对相关的工作人员的生命财产安全造成威胁,与此同时,导致煤矿企业的经济损失。在应用钻爆掘进工艺时,应当特别注意以下两个方面,首先在实施钻爆之前应当准确计算火药装填的数量,这对于爆破的效果是十分重要的。另外,应当对实施爆破的位置有准确的定位。以上的两项工作都需要较为精准的计算,才能保障钻爆掘进发挥其应用的效果和作用,保障煤矿井下巷道掘进顶板支护工作有序进行。3提高煤矿巷道支护技术的措施
3采取的措施
3.1提高设备质量,完善支护技术
煤矿企业巷道掘进工作不仅要考虑掘进进度,更要确保施工安全。所以,煤矿企业应当增加设备的资金投入,提高设备质量,做好设备维护保养工作,延长设备的使用寿命。巷道支护设备主要用于稳固巷道、保障施工环境的稳定、避免坍塌等问题的出现。可见,稳定性、抗压性是评价支护设备的重要标准,企业在购置巷道支护设备时必须严格按照相关标准购买高质量的设备。此外,企业还应当严格核查支护材料的规格、数量、质量等,提升巷道的施工质量。
3.2引进新工艺,加强监管力度
科学技术是第一生产力,因此,煤矿企业应当大胆引进新技术,实现采矿的智能化。新技术的应用可以解放劳动力,而且还可以提高煤矿开采的质量和效率,保证工作人员的生命财产安全。煤矿井下巷道掘进顶板支护技术应当进行革新,加大探究力度。安全生产是重中之重,煤矿企业应当将工作人员的生命安全放在首位,明确顶板支护的操作规范,建立健全相关的监督制度,加强对员工的安全教育活动,提高员工的安全意识。
3.3强化施工准备工作
设计人员要对地层的地质情况进行系统全面的调查,并对围岩所能承受的最大应力进行科学合理的计算,进而选择相适应的顶板支护方式,尤其是支护施工过程中的关键点和容易出现问题的位置,在支护施工方案中予以重点标注,进而提醒施工人员对该处施工予以充分重视,确保支护施工质量符合要求。当初步的支护施工方案编制完成后,设计人员需要组织相关方面的专家和具体的施工人员对设计方案进行探讨,明确其中存在的不足,然后对施工方案进行更进一步的完善,确保设计方案在满足具体的顶板支护需求以及施工要求的前提下,能够尽可能地提高施工质量和施工效率。在开始进行支护施工之前,施工人员要对支护施工过程中所使用的相关配件质量和数量进行检查,并准备一定数量的备用件,进而为支护施工的顺利实施提供可靠保障。
结束语
综上所述,煤矿巷道掘进支护技术的推广和应用,是对煤炭资源综合利用的一种技术,也是对矿井寿命延伸的必要措施,同时对提高矿井生产安全具有一定的重要意义,但是由于不同的地质结构和环境,在选择合适的掘进设备与支护技术的同时,也应该针对性地采取有效措施进行优化管理,确保提高现场作业环境的安全性和可靠性。
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