煤矿掘进支护技术在复杂地质条件下的应用分析 朱述旭

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:朱述旭1 杜金泽2
[导读] 摘要:随着资源消耗的逐渐增加,社会各界对煤碳的需求量不断增加。
        滕州市金达煤炭有限责任公司  山东滕州  277599
        摘要:随着资源消耗的逐渐增加,社会各界对煤碳的需求量不断增加。但在实际煤矿开采过程中,煤矿开采条件也变得越来越复杂,在这种复杂的地质条件下,煤矿开采将会发生各种各样的安全问题。针对这一情况,本文先分析研究了煤矿掘进支护技术的应用意义,并围绕着这一技术展开分析和研究,以期能提高煤矿的开采质量和效率,保证作业人员安全。
        关键词:复杂地质 煤矿掘进 支护技术
        引言
        对于煤矿的开采工作来说,施工地质条件复杂是其中最为明显的一个特点,因此,导致煤矿开采工作中存在着一系列的安全隐患。通常情况下而言,对于比较复杂的地质环境,需要完成大量的巷道开采工作,便于保障煤炭通风以及运输工作的顺利实施。通过分析煤矿掘进支护技术可以发现,通过对该项技术进行多次改进,现在锚杆支护技术的使用最为广泛,该项技术的运用不仅强化了巷道围岩的聚集力以及强度,同时还降低了出现坍塌故障的几率。面对这种现象,对复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的使用非常关键,而且具有重要的意义。
        一、煤矿掘进支护技术的应用意义
        安全问题在煤炭资源开采工作中是企业重点需要关注的问题,为了能够有效避免安全事故的产生,避免对煤矿开采工作者的生命产生威胁,有效提升煤矿开采工作的经济效益。在开展煤矿开采工作的过程中,就需要在矿井底部做好安全。可靠的设置工作,并且要强化煤矿通风功能以及排水功能,为确保煤矿开采工作的顺利实施奠定良好的基础。同时,在煤矿开采工作量不断增加的同时,矿区的掘进工作难度也在日益加剧,因此,对巷道的可靠性以及安全性也提出了更高的要求。面对这种现象,为了确保煤矿巷道底部开采工作的安全性,就需要在开采煤矿资源的时候运用科学、合理的掘进支护技术,从而起到很好的支护巷道的作用。不断增加的煤矿掘进支护技术频次,有效提升了煤矿掘进支护技术的使用成熟度,并且也降低了施工阶段安全隐患的产生,对不断提升我国煤矿资源开采工作的规范性以及安全性起到了非常关键的作用。
        二、某工程基本情况分析
        针对某地区的煤矿开采工作面,其煤层是丁6煤,地面标高为+160~350m,工作面标高值为-380~-435m,通过实际调查发现,该煤矿开采面有着向北方向的倾斜单斜结构,大约的倾斜角在5°~13°之间,相比较东部地形来说,西部区域的地势比较平缓。实际生产环节当中,开采人员发现工作面有着断层的隐患,正断层与逆断层严重程度正在加重,该煤矿煤层顶板与底板具体地质状态、厚度与岩性特性如表1所示。
        表1  某煤矿复杂地质条件表
       
        三、复杂地质条件下煤矿掘进支护关键技术研究
        基于复杂地质环境下,为了能够确保煤矿开采工作安稳定的进行,相关工作人员就必须对煤矿掘进支护技术展开深入的分析。实际掘进支护操作过程中,相关工作人员应该先对综掘机与普通机的临界位置加以确定,通常情况下,工作人员可以从巷道长度视角下出发,判断临界点,而煤矿巷道长度的划分原则,却是由开采过程中所应用的设备以及环境等制定的。如果在300m之中的煤矿掘进工作面范围,那么工作人员实际掘进开采环节当中,可以借助普通型的掘进设备进行操作,但是如果超出的300m的范围,那么为了保证正常掘进工作的进行,最好采用综掘机设备实施操作。除此之外,煤矿企业还应该对综掘机设备的型号等加以合理的选择。工作人员基于设备设计方式以及岩层强度等方面出发,选择针对性的综掘机设备进行实际的操作,而且还应该融合巷道断面现象,找出符合该条件的设备型号。最后,基于临时性支护形式的应用,工作人员秉持安全性原则加以选取应用。在实际煤矿开采过程中应用综掘机设备进行操作,实质上主要依靠的就是液压系统,而通过临时支护形式的应用,能够确保液压系统稳定的运行。
        三、复杂地质条件下煤炭开采掘进支护技术的应用
        1. 选择掘进设备
        进行复杂地貌下的煤炭开采,首先需要选择适宜的掘进设备来保障整个掘进作业的顺利进行。通过巷道的长度来选择煤炭掘进开采中的掘进设备,能够大大提升掘进设备的使用效率。一般来讲,掘进设备主要有2种。一种是普通型的掘进机,其主要适用于巷道长度小于300m的情况。另一种是综合性的掘进机,主要适用于整体巷道长度高于300m的情况。使用综合性的掘进设备,能够大幅度减少和降低掘进作业的准备时间,从而提升整体煤炭开采掘进的效率。不过,掘进机的最终使用,需要考虑整体煤炭开采过程中巷道的长度,以此来更好的发挥两种决定设备的优势。
        2.临时支护技术的使用
        煤炭开采掘进设备在巷道的作业过程中,需要考虑到复杂地质条件的影响,以此落实临时支护技术的应用。同时,在进行临时支护技术应用的过程中,需要考虑到液压系统的合理运用。液压系统为临时支护技术提供了强有力的动力,保证了临时支护的全面应用。
        使用临时支护技术,需要考虑到稳定型以及锁闭设备的影响。基于此,进行临时支护的过程中,需要进行全面的细致分析,以勘查的结果为准则来对临时支护技术的液压系统进行规划,以此来不断缓解煤炭开采作业的压力,提升整体开采过程中掘进支护的整体稳定型。
        3.起坡卧底和顶煤放炮技术
        针对该地区煤矿开采过程中遇到的断层问题,基于不断向上移动的煤层结构,严重威胁到巷道采集人员的人身安全。为了能够顺利推进采集工作的同时,保护相关工作人员的安全,那么可以借助起坡卧底和顶煤放炮的方式,促使掘进系统的安全性不断提升。实际起坡卧底和顶煤放炮形式运用过程中,基于巷道出现0.7m断层时,可以在小于12°的平面环境下应用堤坡卧底形式。当断层落差超出12m范围时,工作人员可以借助点小炮的形式加以操作。而像本地区煤矿比较复杂的地质环境下,工作人员可以将两种操作形式加以融合,营造安全的巷道采集环境。除此之外,同时,当完成断层的揭露后,工作人员还需要采用锚索支护技术来加强对断层的保护。最后,整个巷道环节支护作业完成后,此时发现有着高度在2m-4m的断层结构,此时工作人员可以在应用掘进机设备,继续实施采集作业。
        4.直接割顶法过断层技术的应用
        基于地质情况较为复杂的环境中,煤矿采集工作的进行,如果当断层的落差在2m范围内,此时因为断层本身的特性,对煤层造成下移的影响,再加上有着比较低的煤层顶板强度下,那么必须会引发顶板破裂等现象的出现,最终对整个巷道的稳定性造成巨大的影响。针对该种问题,工作人员在实际采集操作当中,应该借助掘进机设备的作用,对岩石结构加以有效的截割,维持巷道结构处于安全性的环境当中。不仅如此,这种直接形式的割顶方法,能够在安全的巷道环境当中,稳步推进煤矿开采工作的高效进行。除此之外,工作人员应用此种形式,还能够降低自身的工作量,整个过程简单操作的基础上,更是煤矿企业实现最大经济效益的重要保证。
        结语:总而言之,煤矿资源非常有利于我国各行各业的发展,同时,也是我国能源储备的重要组成部分。但是,近些年,煤矿的开采难度逐渐增加,在实际工作中,需要相关人员合理运用多样化的掘进支护技术。尤其是在一些较为复杂的地质条件下,要想最大程度避免安全事故的发生,充分获取充足的煤矿资源,那么,就需要合理运用掘进支护技术。
        【参考文献】
        【1】杨超,赵鸿儒.煤矿掘进支护问题与合理应对建议研究[J].内蒙古煤炭经济,2019(11):41.
        【2】靳全.复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用研究[J].中国科技纵横,2018(21):88-89.
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