论采矿工程巷道掘进和支护应用

发表时间:2020/9/4   来源:《建筑实践》2020年39卷第9期   作者:高鹏岳
[导读] 采矿工程实施的重要因素之一是在采矿工程中巷道能够顺畅、高效、安全地掘进,

         摘要:采矿工程实施的重要因素之一是在采矿工程中巷道能够顺畅、高效、安全地掘进,采矿企业必须加深对采矿工程实施所在地区的地质状况的了解,才能选择出最佳的巷道掘进方法。另外,采矿工作顺利开展离不开安全的采矿环境,这就要求采矿企业严格遵循一定的行业规则进行支护。本文深入分析了采矿工程实施过程中巷道掘进的方法,并且讨论了支护技术的应用重点,为后续研究提供理论支撑。
         关键词:巷道掘进;支护;应用;采矿工程
         引言
         采矿工程在实施过程中具有其专业性、特殊性以及危险性,这就对采矿企业提出了一定的要求,做好细节工作的准备和落实必不可少,其中最为重要的是要深人对巷道掘进以及支护工程的研究,加强对二者应用过程的了解,尤其是应用过程中的重难点,完善对工程质量的监测和督导,以确保所有指标都正常有效,防止在采矿工程中出现不必要的安全隐患和安全事故。
         1煤矿巷道掘进支护存在的问题
         1.1支护技术不合理
         为了保障围岩的稳定性和煤矿开采的安全性,需要因地制宜进行支护技术的选择和应用。但是在煤矿实际开采的过程中,一些煤矿企业为了提高企业的经济效益、节约生产成本,在掘进巷道的过程中进行支护时偷工减料,支护材料不符合巷道支护设计的要求。每一个岩层都有自身的特性,一些岩层硬度较高,对支护材料的质量要求相对较低,但是一些岩层由于自然原因存在大量断层构造、地板较为破碎、煤层相对松软等情况,这时就需要质量较高的支护材料维持煤矿巷道的安全和稳定。
         1.2支护工艺安全管理不到位
         煤矿生产是一项危险性较高的地下作业工作,因此需要格外重视工作环境的安全问题。但是一些煤矿企业没有重视煤矿巷道顶板支护环节,对巷道掘进时产生的顶板破碎、断层以及沉降情况没有及时采取支护和安全措施,最终导致重大煤矿顶板安全事故的发生。
         1.3支护设备落后
         就国内煤矿生产过程中巷道支护的设备现状来看,较为常见的是用风动锚索机进行顶板钻眼作业。锚索机在钻眼的过程中由于人员操作时钻眼角度和深度不符合设计要求,就会影响支护架的安装和施工,使支护架不能有效发挥支护作用。
         2采矿工程巷道掘进和支护技术中的影响因素
         2.1巷道围岩强度因素
         巷道的稳定性与围岩强度息息相关,为了可以形成对巷道的良好支护和支撑,需要经过勘察并结合围岩强度进行支护技术的合理采用。如果围岩强度可以在锚杆支撑下,实现了自身强度的提高,那么可以进一步加大保护支撑力。围岩勘察的过程中,主要针对地质应力的承载能力进行了解和分析。承载能力的高低与顶板位移的大小有着直接关系,承载性能强,当地质应力增加的情况下,会降低顶板位移的大小,发挥相应的保护和支撑效应。所以,采矿项目中的巷道掘进施工中,需要关注围岩强度提高支护有效性和掘进安全性。
         2.2地应力因素
         煤炭采矿工程中,地应力是具有较大安全影响的。其表现在会增加岩体位移、支撑物变形失效、煤层压松等方面,甚至还会造成岩层断裂、工程坍塌。为了有效解决这一隐患,确保采矿工程的顺利进行,具体的巷道掘进与支护时,务必全面有效的采取技术方案对作业面形成支撑体系,与此同时,科学处理采空区,以促进采矿作业的安全进行。

例如,对顶板岩层进行支撑控制,这一方式在当前的工作面保护支撑中较为常见,顶板管理支护技术即工作面支撑与采空区处理的有机结合。
         3采矿工程巷道支护技术的应用
         3.1直接破顶支护技术
         直接破顶支护技术主要的工作原理就是要求施工人员合理使用煤矿掘进设备,对煤矿开采过程中遇到的部分断层进行强烈破除与冲击除,因此在实际开采煤炭的过程中,施工队伍就会经常遇到落差较大的断层。由于这些断层层面破碎情况较为严重,因此其稳定性就相对较差,这就极易引发局部坍塌与局部破裂等情况的发生,从而严重阻碍巷道的掘进活动的开展。在这一过程中,前期要保证巷道的断面呈现出较为稳定的自然拱形状态,后期对巷道实施加固支护。直接破顶支护技术不仅可以大大提升巷道在掘进过程中相关生产作业人员的安全性,同时也能够进一步增强顶板围岩结构的整体稳固性。在一般情况下,该种技术主要适用于硬度在5kPa以上的顶板岩石或者是断层落差达到2m以上的施工环境中。在这种施工环境下,施工人员要尽可能选择顶板岩石自行脱落的施工方式,同时也可以采用该种技术来对部分坡度相对较大的生产作业工作面的施工环境进行有效的支护。
         3.2锚杆支护技术
         锚杆支护技术与其他几种支护技术相比具有较为明显的普遍性。站在客观的角度来看,大部分煤矿开采期间的施工环境均较为复杂,因此在实际开采煤炭的过程中,施工队伍就会经常遇到落差较大的断层。由于这些断层层面破碎情况较为严重,因此其稳定性就相对较差,这就极易引发局部坍塌与局部破裂等情况的发生,从而严重阻碍巷道的掘进活动的开展。针对于上述情况,施工人员就可以采用锚杆支护技术来对巷道进行有效的支护。在大多数情况下,锚杆支护技术在实际应用的过程中,主要采用的加固方式以U型钢构件为主,通过这种加固方式可以对掘进巷道内的部分断层结构进行整体的加固。
         3.3喷射混凝土支护技术应用
         在高强支护方案中超高强喷射混凝土支护技术是关键的技术之一,该支护技术主要是通过水泥包裹砂浆与干式混凝土的喷射。在水泥包裹砂浆的混凝土喷射支护技术应用的过程中,主要是将喷射的混合物在压缩空气的处理下,有效的喷射到巷道围岩表面,从而很好的对围岩进行加固处理,避免巷道围岩由于自然环境的影响,出现风化的情况。而干式混凝土喷射是将混凝土、水泥、水、速凝剂等物料进行有效的搅拌的,然后再利用砂浆机将最终的混合物喷射到围岩表面,实现加固支护的工作目的。
         3.4后退卧底法
         在复杂地质条件下,相关技术人员在煤矿开采过程中,需要根据煤矿地质的特点,合理地选择掘进支护技术。例如,在断层落差高度小于2.5m时,煤矿地质岩层强度能够满煤矿开采的安全性要求时,需要使用后退卧底法,为巷道围岩的整体安全性提供保障。
         4结束语
         综上所述,随着社会的发展,很多先进技术融入煤矿企:业的发展中,使煤矿开采技术得到了一定的更新。技术人员应积极采用先进的煤矿掘进支护技术,为开采的整体安全性提供保障,同时提高开采效率,为煤矿企业创造更多的效益。
         参考文献
         [1]卢永战.煤巷掘进高效机械化作业线建设与实践[J].中国新技术新产品,2019(06):115-116.
         [2]孟祥力,李强,冯乾坤,陈勇.煤矿巷道支护技术现状和发展趋势分析[J].中外企业家,2019(09):118.
         [3]王聪.煤矿巷道掘进施工及支护技术的有效性探究[J].科技风,2019(08):107.
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