基于复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:廖洪波 吴寻云
[导读] 摘要:目前能源紧缺问题较突出,其中煤炭资源供需矛盾越发明显,但是由于在煤矿开采过程中,会面临着许多复杂的地质条件,使得煤矿开采过程中容易发生各种安全隐患问题,进而难以保证煤矿开采的效率与质量。
        四川达竹煤电(集团)有限责任公司小河嘴煤矿  四川省达州市  635000
        摘要:目前能源紧缺问题较突出,其中煤炭资源供需矛盾越发明显,但是由于在煤矿开采过程中,会面临着许多复杂的地质条件,使得煤矿开采过程中容易发生各种安全隐患问题,进而难以保证煤矿开采的效率与质量。对此,本文基于复杂地质条件下具体分析煤矿掘进支护技术,希望能够有效提升煤矿开采的效率与质量,并保证煤矿开采过程的安全性。
        关键词:复杂地质;煤矿开采;掘进支护技术;应用
        前言
        虽然我国煤炭资源较丰富,但是煤矿资源均处于地下较深的位置,要想获得这些煤矿资源,就需要提前挖出相应的运输通道,并保证作业人员的安全。但是由于在实际的煤矿开采过程中,会遇到许多复杂的地质条件,不仅会给煤矿通道掘进带来难度,而且还容易引发各种安全隐患,这对于整个煤矿开采工作的开展是非常不利的。因此需要相关的人员深入进行复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的分析,将其合理应用于煤矿开采中,以此保证煤矿开采过程的安全性,进而提升煤矿开采的效率与质量。
        1  煤矿掘进支护技术的概述
        煤矿行业与其他行业最大区别就在于其危险系数较高,容易发生各种各样的安全事故,主要是因为煤矿资源多处于地下深处,需要挖掘通道进行开采,但是在掘进的过程中容易受到地质方面等因素影响,出现坍塌等问题,严重威胁作业人员的生命安全。另外,在整个矿井中,巷道由于处于最低的位置,需要必须要保证巷道具有较强的通风和排水能力,并且要以最快的速度将煤矿运输出来,以此保证煤矿开采的效率,保证作业人员的安全性。但是随着当今社会能源紧缺问题越来越严重,煤矿资源也正逐渐在减少,这使得煤矿掘进的难度也不断提高,对于巷道的安全性和稳定性也带来了一定的影响,需要相关人员采用有效的方式来保证巷道的安全性和稳定性,因此便产生了煤矿掘进支护技术。
        将煤矿掘进支护技术应用于巷道中,能够有效支撑其整个巷道,具有较好的应用效果,且随着科学技术的进步,与支护技术相关设备也不断更新升级,能够大大提升整个巷道的支护效果,所以被广泛应用于煤矿开采中。目前在煤矿开采过程中,锚杆支护技术是一种比较常用的支护技术,其具有较好的支护效果,能够有效提升整个巷道的强度,大大降低巷道发生安全事故的概率。另外,随着煤矿掘进支护技术的不断发展,也相应形成了一套比较科学的操作标准制度,有利于保证煤矿开采过程中各项工作更加安全和规范。
        2  复杂地质条件下煤矿掘进工作面临的难题
        2.1  煤层结构发生变化
        目前在我国煤矿资源开采过程中,会遇到越来越多复杂的地质环境,且随着经济的快速发展,人们对煤矿资源的需求不断增加,这使得矿井数量和规模越来越大,这很大程度上会导致整个地下煤层的结构发生变化,进而对地下各层次的岩土性质造成影响,使得整个围岩的应力大大增加。而面对这样煤层结构的变化,势必会给煤矿掘进工作带来较大难题。
        2.2  前掘后修问题
        在煤矿开采过程中,如果遇到了较为复杂的地质情况,这势必就会影响煤矿掘进支护工作的顺利进行,同时可能还会引发许多安全问题。尤其是在前掘后修时,问题发生的概率更高。比如,由于地质发生较大的变化,使得底板变更更加松软,顶板也出现松动的情况,这样就会影响整个巷道的成型,进而影响煤矿开采工作的顺利进行。同时,在掘进时如果出现巷道顶板收缩的情况,此时就会大幅提升巷道变形的概率。因此在实际的开采过程中,必须要保证整个巷道工程的安全性,尤其是开始掘进时,必须要采取有效的防护措施,保证巷道的安全性和稳定性,降低安全事故的发生,从而保证作业人员的安全。
        2.3  薄煤层的开发问题
        目前在煤矿开采过程中,由于受到部分煤矿环境的影响,使得薄煤层出现许多问题。

薄煤层本身开采的难度比较大,在开采过程中需要人员采取多样化的施工方法进行,通常采用比较多是巷道回采的方式,在掘进至半煤巷时,需要相关人员在充分了解实际情况的基础上,选择合适的设备和技术进行作业,以此最大化地保证开采技术的顺利实施。
        3  复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的具体分析
        3.1  掘进支护技术的应用
        (1)掘进设备的选择。复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用,比较常用到的掘进设备有两类,一种是普通型的掘进设备,另一种是综合型的掘进设备,在实际的挖掘过程中,需要人员结合煤矿的实际情况进行。同时,在巷道挖掘过程中,还需要考虑巷道的长度来选择合适的设备,如果巷道的实际长度在300m以内,则需要使用普通型的掘进设备;如果巷道的实际长度超过了300m,则需要选择综合性的掘进设备。如果选择使用了综合型强的掘进设备,应尽量减少准备时间,并保证其与实际生产需求相适应,另外也要根据工程的实际情况来选择合适的设备型号,保证所使用的设备在实际工作中能够发挥出应有的作用。
        (2)截齿的选择。选择完掘进设备之后就是截齿的选择,相关的工作人员应当根据实际的需求和要求,对掘进设备使用的截齿进行全面的了解和分析,因为截齿的选择对整个作业效率和质量产生影响。因此在选择截齿时,首先需要考虑其耐磨性,保证截齿能够有效适应高强度的工作,保证截齿的使用寿命,否则就会增加煤矿生产的成本。其次在选择截齿时,要充分考虑其高强度,因为在复杂的地质环境下,如果截齿不具备较高的强度,很容易会遇到较高硬度的岩石,则难以保证整个作业的效率,此时就需要工作人员结合实际情况采取有效的措施,如对硬度较强的岩石进行爆破处理,避免岩石对掘进设备造成破坏,进而保证掘进工作顺利开展。
        (3)搭建临时支护。在煤矿掘进工作中,会使用到一些综合性较强且质量较高设备,为了保证这些设备正常运作,需要工作人员通过液压系统来搭建临时支护,以此保证整个巷道的安全性和稳定性。在这期间,需要工作人员仔细全面地检查设备系统,保证设备系统的稳定性,从而最大化地发挥出液压闭锁装置的作用。
        (4)配套系统的设定。如果在煤矿掘进工作中采用了综合型掘进机,则需要根据施工管理的要求设定配套系统。首先,在开始施工之前,要在全面了解施工条件的基础上,制定一个完善的、系统的管理体系,确保整个作业过程中设备能够正常运行,并发挥出最大作用,从而提升工作效率和安全性。其次,施工人员也要全面掌握掘进设备的工作原理和工作方式,积极学习先进的管理方法,也要结合实际工作情况加强设备的保养和维护,延长设备的使用寿命,避免实际工作中出现设备故障的问题。
        3.2  锚固支护技术的应用
        (1)直接坡顶法。在煤矿掘进工作中,需要使用到掘进机直接进行冲击,以此将巷道顶部断层爆破处理,然后留下稳定性强的顶板围岩,借助再使用锚钢锁固的方法提高整个顶板围岩的强度。
        (2)后退卧底法。在煤矿掘进工作中,往往会出现巷道断层下移的问题,因此为了保证整个工作的安全性,此时需要采用后退卧底法。具体而言,如果在掘进是掘进设备的坡度低于原本需要突破的坡度,则需要提前构建巷道卧底,以此降低载坡的高度,然后灵活利用后退卧底法,确保工作符合要求和标准。
        4  结语
        综上所述,煤矿资源是我国能源的重要组成部分,在实际的煤矿开采过程中,需要结合实际情况选择合适的煤矿掘进支护技术,尤其是面临复杂地质条件时,必须要采取有效的防护措施,以此保证掘进工作的安全性,降低事故发生率,从而提升煤矿开采的效率与质量。
        参考文献:
        [1]原强.复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术及其运用分析[J].当代化工研究,2019(10):82-83.
        [2]张聪.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(10):233-234.
        [3]牛文洪.基于复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的探索与思考[J].资源信息与工程,2018,33(06):65-66.
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