摘要:煤炭资源作为能源矿产资源之一,是世界上储量最多,分布最广,最便宜的能源。近几年来,随着国民经济的增长,我国对煤炭资源的需求也越来越大,因此,为了满足国家的需求,煤矿的数量和规模都在不断地扩大,煤矿的生产力也在不断地提高。但是,在一些煤矿开采的过程中也开始发生安全事故的问题。因此,煤矿企业也越来越重视煤矿开采时出现的安全问题,并且,推出了煤矿下锚杆支护的安全技术。本文主要是对煤矿井下锚杆支护安全有效性的提升策略进行研究。
关键词:煤矿井;锚杆支护;安全有效性;
1.提升煤矿井下锚杆支护安全有效性的意义
煤矿井下锚杆支护技术是煤矿井下相关的安全技术中应用最为广泛的技术,它具有高效性和主动性,因此,得到了许多煤矿企业的应用和认可。但是,由于煤矿开采的不断加深,矿井中的巷道断面尺也在逐渐的增加,这使得巷道的承受力持续增大,在这样的条件下,导致了许多安全事故的发生,因此也造成了不少员工受伤或死亡,煤矿企业损失惨重,所以,要想解决阻止这些安全事故的发生,就必须提高煤矿井下锚杆支护安全的有效性【1】。
2.影响锚杆支护安全有效性的因素
2.1力度
目前,国内煤矿巷道锚杆支护的初锚力,工作阻力和锚固力都低于国外发达国家,在锚杆钻机扭矩方面国外发达国家是在正常范围内,而我国却高出正常范围,对于这种明显的技术差距来说,我国需要不断地提高和发展,才能追赶上西方发达国家。所以需要通过采用塑料垫片和提高锚杆钻机扭矩数值的方法来增强锚杆和锚尾的初锚力,由此来加强和获取打辅助的机会,最后将达到减小锚杆螺母和托板之间的摩擦系数的目的【2】。并且,我国在对锚杆进行安装时,一般将距离控制在约0.7米上下,但是这种距离的一般来说是不够完美的,有可能还会对矿井的生产力造成损害。并且,国内的煤矿矿井中所具备的锚杆支护技术与西方发达国家相比,差距较大,因此,必须要加强在锚杆支护技术方面研究的力度。
2.2方法
锚杆设计的方法对于锚杆巷道支护的质量和安全有效性来说是非常重要的。就目前来说,巷道锚杆支护技术在世界各国的应用主要有以下几点:第一,数值计算法,它的核心思想是使用最新的支护理念,但是这种技术始终处于初级阶段,所以很难将其应用到实际的操作中去。第二,支护机理计算法,它的核心内容是将测量得出的锚杆的相关参数和机理数据等信息进行仔细的分析,并且通过此办法与巷道围岩结构相结合,由此来找到最合适的支护方法和手段。但是因为围岩过于繁琐,因此,其所使用的支护机理就很难实现,并且,在实际的操作中,也缺乏合理科学的计算方法来进行指导。第三,工程类比法,它的核心内容是利用工作人员积累的工作经验来完成设计,并且,在进行设计的过程中,必须要结合实际操作的情况和本身的特点来进行高效的操作。
2.3配置
在支护的使用中通常采用强度和质量较高的支护材料,因为这样可以提高锚杆支护安全有效性。一般地,良好的支护所要用到的支护材料有:锚固剂,锚杆,垫片,螺母等。需要特别注意的是:锚杆的直径,钻孔的直径和锚固剂的直径这三种材料之间的相互匹配。如果在支护材料中出现了不符合设计要求的材料,这将会导致材料之间不匹配,严重点还会影响煤矿井下锚杆支护的安全有效性。
2.4条件
在影响锚杆支护安全有效性的因素中,预测地质条件也是及其重要的因素。因为巷道围岩是一层结构较为复杂的地质层,所以在进行煤矿开采时首先得进行地质预测工作,然后再全面的了解围岩的地质结构后,才能开始进行支护处理工作。其中,预测地质条件工作主要有以下几点:第一,预测围岩自身的强度,主要是进行井下钻孔技术来预测围岩的强度。
第二,预测围岩的结构,主要操作是利用窥视仪设备来仔细地预测围岩中的裂隙和自身所存在的情况,主要是为了预测被损害后地围岩地深度和宽度【3】。第三,预测锚固性能,对于锚杆进行破坏性的实践,由此得出锚杆的相关参数和锚固,岩体和锚杆之间的粘合度,以此来提高实际操作时地数据参考。
3.煤矿井下锚杆支护安全有效性的提升策略
3.1提高支护参数的合理性
煤矿井下巷道支护的主要内容是锚杆的支护设计,特别地是对具体的参数和支护的方式的选择,对实践的支护安全有效性都有着重要的影响作用。如果在支护设计环节出现了差错可能是两种原因造成的:如果由于支护强度不高而导致的,很有可能会出现冒顶现象的发生;如果是由于支护强度太高而导致的,就有可能出现浪费材料等现象出现。当下采用的井下锚杆支护技术大多数都是采用理论计算和经验类比的方式。许多的科研企业的和煤矿企业开展了很多的实验研究,最后收获颇多。例如:某城矿区通过研究得出来最适合煤矿井下特点的方法,就是动态信息设计法,它主要有以下特点:第一,这种方法主要是由于控制和管理施工过程的动态。第二,这种方法可以全面的应用于施工过程中实时反馈的消息。其主要内容包括:对试验点进行调查和预测地质学的结构,初步设计,反馈信息,将设计优化和日常工作的监督。并且,将设计的内容当作系统工程来进行研究和分析,将研究得到的结果进行具体的实验。当施工人员在现场施工时,首先得将目前的工作地点和围岩的数据以及锚杆的相关系数都输入到计算机中,然后由计算机自己设计出许多的实施方案,最后将这些方案进行比较和分析,找出最适合的方案,同时,还需要监控实施现场的具体情况,并且将这些信息进行整理和收集,可作为施工人员选择最好方案的标准【4】。
3.2提高支护的质量管理
当前,许多的煤矿企业已经开始实行自己的工作自己检查的工作制度,并且在配备锚杆拉力计和扭力扳手等设备时,以及开始由专业人士进行配备和装置,并且记录相关的数据,最后将记录的数据交给煤矿企业的管理者。想要提高支护的质量管理就需要做到以下三点:第一,加强施工现场的管理。在施工现场应该提高锚杆的拉力,以保障支护施工的质量。一般推荐使用性能最好的锚杆:高性能锚杆,要积极的使用大扭矩锚杆施工设备,同时还要重视煤矿工人的素质培养和专业性教育,以此来提高锚杆支护的安装质量,使锚杆在支护中发挥最大的作用。
3.3提高支护材料的安全性
提高支护材料的安全性可在最大程度上提高煤矿井下锚杆支护的安全有效性。要想为支护提供最安全有效的保障,就必须使用安全可靠的支护材料。在进行巷道支护材料的挑选上,煤矿企业的进货部门需要严格的检查进货的路径和材料的质量,并且检查供货商的相关证件等,在确定支护材料的质量良好和安全的条件下才可以进货。另外,对于遭到破坏和空置太久的支护材料,禁止再次使用。
3.4提高煤矿企业人员的专业技能培养
煤矿井下锚杆支护工作必须由专业的施工人员进行操作,否则将会发生不可预计的后果。因此,煤矿企业在选择人员时一定要了解施工人员的专业知识和专业素质,只有这样才可以确保锚杆支护工作可以顺利的完成。并且,煤矿企业还要定期的培养和提高施工人员的专业技能和素质,以此来确保煤矿井下锚杆支护的安全有效性。
参考文献:
【1】刘德全.提升煤矿井下锚杆支护安全的有效策略[J].时代报告:学术版,2015:244.
【2】王红兵.论煤矿井下锚杆支护安全有效性的提升策略[J].能源与节能,2014(12):48-49+92.
【3】谢志军,潘庆丰,董崇军,贾东修.加强锚杆支护质量 保障煤矿井下安全[J].中国科技纵横,2012(6):137-137.
【4】尹文健,秦凯,马振村.基于锚杆支护技术煤矿井下巷道的研究与应用[J].华东科技:学术版,2013(5):300-300.