【摘要】从煤矿开采的实际情况来看,软岩产生的影响是非常大的,开采的安全性、可靠性均难以得到保证,因此说,煤矿企业必须要做好软岩处理的相关工作,尤其是要将软岩巷道支护落实到位。本文主要针对煤矿井下软岩巷道支护展开深入探析,重点对软岩巷道支护技术进行阐述,以期使得煤矿井下开采工作能够有序展开。
【关键词】软岩;软岩巷道;支护;措施
引言:在国内经济发展的进程中,煤炭资源是不可或缺的。从煤炭开采的现状来看,因为煤炭储量大幅减少,煤矿层深度逐渐变大,这就使得井下作业环境变差,安全难以得到保证,所以说,必须要依据开采的现状选择最为合适的巷道支护技术。
1 软岩的分类
在每个国家中,针对软岩概念的界定标准是不同的,这对软岩处理产生的影响是较大的。直到上世纪 90 年代,这种情况才得到了改变,ISMR 针对软岩予以了清晰的界定,也就是将软岩划分为两类,一是地质软岩,二是工程软岩。前者指向的是风蚀、水蚀等作用下形成的软岩;后者指向的是外部工程力产生的软岩。众所周知,工程扰动、残余应力等因素会引起岩体的塑性变形,若想使得软岩巷道得到有效解决,必须要针对工程软岩力学因素
展开深入的分析,在此基础上寻找到切实可行的支护措施。
2 软岩的特性
(1)对软岩进行分析可知,临界荷载是其固有特性。从软岩工程力学实验所得结果来看,如果软岩所承受的外部压力并未超过临界载荷的话,那么其内部结构并不会有明显变化,此时岩体能够保持稳定状态,而且力学曲线也呈现出平直状态。当外部工程压力持续增加时,最终会达到临界荷载,内部预应力也会变得较大,一旦工程压力大于软岩临界荷载的话,那么岩体必然会出现变形。
(2)从临界载荷角度来说,与其相对应的是临界深度这个概念。软岩特性不同,采用的支护方式有一定区别,通过临界深度能够将软岩塑性变形清晰呈现出来。如果巷道位置相对较浅的话,那么软化临界深度并不高,此时,软岩并没有显著变形,对软岩巷道展开支护施工时,整个施工并不复杂。如果巷道位置达到临界深度的话,围岩必然会出现塑性变形,此时支护的难度会变得更大。这样要求技术人员必须要提前做好支护施工,这样可以使得施工难度变得较低,而且质量能够达到标准要求。
3 软岩巷道施工支护过程中存在的问题
3.1 对于相关围岩变形特征研究还不够透彻在展开软岩巷道支护施工时,若想使得支护作用能够充分展现出来,一定要保证支护、围岩变形能够真正保持一致,而要做到这点,技术人员必须要对围岩变形的机制、规律有切实的了解,并以此为基础来对支护类型予以确定,同时选择最为科学的支护参数。然而在我们国家,针对围岩变形特征的相关研究并不是十分深入,研究的方向、内容均较为片面,如此就使得围岩变形的具体特征无法清晰呈现出来,支护施工自然就会受到影响。
3.2 施工现场管理质量不能够被保证从软岩巷道支护施工的现状来看,想要实现全断面一次成巷有很大的难度。所以说,在展开支护时,一定要将拱基线作为区隔,先对拱基线以上巷道予以支护,然而以下部分就会直接暴露
于空气,此时,风化就会变得较为严重,巷道发生碎胀的几率就会变得较大。另外来说,在进行爆破工作时,如果炮眼、装药并不合理的话,对支护施工产生的负面影响也是非常大的。导致上述问题出现的具体原因是相关部门未能履行好现场管理工作。当管理工作没有真正做到位的话,那么软岩巷道的支护想要有序展开是较为困难的,所以说,相关部门一定要对此予以重点关注。
3.3 支护参数设置不合理在对支护参数进行设置时,如果不合理的话,软岩巷道支护必然会受到较大影响。现阶段,设置巷道支护参数时一般选用的是工程类比方法,如果地质条件并不复杂的话,此种方法的适用性是较强的。地质条件变得较为复杂时,此种方法的应用也是存在弊端的。软岩巷道所处的地质条件大都较为复杂,在这种条件下仍然采用工程类比法对支护参数进行计算显然是不合理的,支护参数不能够和施工条件完全相符将会直接导致在软岩巷道支护施工过程中相关问题的出现,这对于支护作用的发挥是极其不利的。
4 煤矿井下软岩巷道支护措施
4.1 合理优化煤矿井下软岩巷道方位
全面掌握煤系地层的岩石性质,并提出相关的支护方案口合理进行巷道方位探索,找出最合理的方位进行开采,尽可能避开弱岩层口在进行地形勘探时,应准确把握岩石的物理力学性质,及其在稳定、湿度影响下的化学反应等一系列特性口在选择巷道方位时,尽可能进行择优排查,进行岩层与岩位的筛选,有效避开高应力区。
4.2 加强对巷道相关参数的把握
目前,煤矿井下软岩巷道施工进行支护处理时最常使用的支护技术就是锚杆支护技术,在对软岩巷道进行支护时,相关技术人员要明确软岩巷道的岩石性质,并根据需要施工的软岩巷道改善所使用的支护技术,从而最大程度的为支护过程的实现奠定基础。此外,掘进量的提升也是保证煤矿巷道安全性能的重要措施之一,相关技术人员需要实时的把握以及调整巷道相关参数,尽可能地让巷道参数处于可控制的范围。在对软岩巷道支护参数进行设置过程中要以巷道参数为依据,尽可能地让两个数据能够基本保持一致。此外,在对支护措施进行推进过程中,要把支护承载能力的提升作为整个施工的最重要的目的之一。通过相关矿压观测措施的采取,能够让相关技术人员获得相关围岩以及施工处的地质状况,从而为支护方式选择科学性的提升创造条件。
4.3 加强现场管理质量的保证
现场管理工作能否顺利推进,直接对煤矿井下软岩巷道支护技术作用的发挥造成影响,因此,相关人员必须重视对支护现场的管理,在对巷道进行分段支护的过程中,要及时采取措施养护未支护的巷道段,尽可能避免风化现象地产生。此外,在爆破过程中要尽可能采用光面爆破方法,保证炮眼设置的合理性以及炸药装入的合理性,在爆破过程中要严格按照相关设计要求对整个巷道进行规整处理,最大程度的降低在爆破过程中巷道顶部出现应力过于集中的现象。
4.4 对支护材料进行优化
为了最大程度的保证支护施工的作用能够顺利发挥,相关部门必须保证施工材料质量,尽可能选择强度较高的支护材料,降低支护材料出现问题的可能性。相关支护施工部门可以把 U29 型棚作为支护的主体结构,此外,也可以根据软岩巷道的具体状况改善锚杆托盘的形状以及尺寸,让托盘的支撑面积可以得到扩展。
结语:综上所述,在煤矿开采过程中,随着开采深度和开采规模的增加,软岩巷道会出现不同程度的变形.导致矿区作业危险性增加。合理应用软岩巷道联合支护技术对于保证煤矿生产安全、提高煤炭企业经济效益至关重要。软岩巷道支护形式有很多种,常见有锚梁网联合支护、锚梁网和锚索联合支护等等,在实际施工中,需要结合煤矿井下实际情况合理选用支护施工技术。这样才能有效保障煤矿井下作业的安全性。
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