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摘要:在煤矿采出作业中,巷道的挖掘、支护施工非常重要,为煤矿采出作业提供安全保证。伴随着煤矿开采行业的不断发展,采出作业的技术手段也获得了创新,其在巷道掘进、支护工作中被广泛应用,不仅保证了采出作业的安全性,同时也保障了矿产资源的采出成效。
关键词:煤矿;采矿工程;巷道掘进;支护技术;实际应用
1.引言
煤矿巷道是采出作业中极为关键的采出运输通道,可以确保煤矿采出作业的安全性、稳定性与高效性。煤矿巷道存在问题会影响采出成效,对开采作业工作的展开也会产生不良影响,让煤矿企业面临沉重的经济负担,对相关工作者的生命安全造成威胁。也就是说,在煤矿资源的采出工程中,做好巷道掘进、支护作业是非常必要的。
2.采矿工程巷道掘进的施工方法
在采矿工程巷道掘进施工过程中,可以使用钻眼爆破法,即规划设计地下巷道时,通过多台煤电钻的运送进行施工准备,施工中综合分析施工组织与施工技术,确保炮眼深度掘进的实现。值得注意的是,施工人员利用煤电钻进行掘进施工时,必须要以开采煤层的厚度情况为依据,对炮眼之间的距离进行充分考虑,并在前期平面施工途中科学设计掘进炮眼,结合巷道情况准确定位开采中的场地。通常岩巷道与煤炭层较为类似,基本特质相对较软,所以在其挖掘过程中应选择单向掏槽的方式,加上掘进的不断深入,若遇到程度较深的炮眼,则要根据实际情况而论,而如果炮眼的断面较小,可选择复合式掏槽的方式进行掘进。针对软煤夹层,施工技术人员需要在软煤带中进行布置掏槽,如布置3个掏槽眼,并且倾斜角度要保持在60°~90°的范围,若软煤层断面相对狭小,则不能设置辅助炮眼进行操作。此外,装煤环节是钻眼爆破顺利掘进的关键,在实际施工中一般采用ZMZ型装煤机实施装煤作业,适宜用于掘进断面的运输作业,有利于实现煤炭资源的合理开采。
3.影响采矿工程巷道掘进锚杆支护技术的因素
首先,巷道断面尺寸和形状。对于采矿工程巷道掘进施工来说,需要适当调整与支撑巷道周边的围岩应力,而巷道掘进施工在这个过程中会形成不同的断面形状,继而产生不同的应力分布,因此需要合理控制断面形状,使其较好地控制应力分散。其次,地应力。矿山压力的作用会危害到煤炭开采,如围岩挤压巷道或变形断裂,挤压会导致煤层被压松、岩体位移或离散、人工支撑物断裂或者挤压变形,严重时会出现地表及岩层塌陷、位移等事故。各种人工填充及支撑物、煤层、围岩在矿上压力作用下出现力学挤压的现象,若不能及时有效处理这种现象,则会危害煤炭开采工作,甚至造成施工安全事故,威胁到人们的生命财产安全。要想控制矿上压力显现,开采煤炭作业时要进行采空区处理操作和工作面支撑保护,有效控制应力场改变与围岩变形,确保作业的安全高效进行。当前顶板岩层的合理控制就是现代主流回采工作面支撑保护的有力手段,因此将采空区处理与工作面支撑保护称为顶板管理的支护技术。最后,巷道围岩强度。巷道围岩坚硬程度是影响巷道保护支撑有效性的关键因素,若围岩强度可在锚杆支护支撑作用下得以增加,则能在一定程度上增强支撑力度。当然巷道围岩强度主要是考验围岩对地质应力的载荷能力,如果围岩具备良好的载荷能力,即便地应压力过大,也会减小顶板的位移变化,实现良好的支撑保护作用。所以将锚杆支护技术应用造巷道围岩掘进施工时,应该重点考虑围岩的强度问题。
4.煤矿巷道掘进与支护操作中应用的技术
在煤矿采出作业以前,要先进行巷道掘进,实现抵达煤层的目标,为煤矿资源的采出运输奠定基础。煤矿巷道的掘进、支护操作要为实际的挖掘、支护等提供必要的技术支持。
4.1 掘进技术
掘进作业涉及巷道破裂与运输工序,这是煤炭资源采出的必要条件。应用较为广泛的技术为综合形式的机械化挖掘技术,其应用各种机械化设备进行挖掘,已经应用多年,并且较为完善,其在多种岩巷的挖掘作业中被广泛应用。目前,各种现代化的掘进技术被应用到煤矿采出作业,即应用各种现代化设备、设施、技术手段等进行采出作业。
4.2 支护技术
巷道实际掘进中会存在较多围岩失稳的问题,巷道稳定性、安全性会受到严重影响,要使用切实有效的措施进行支撑处理,这样才能不对巷道围岩产生破坏,提升其安全性与稳定性。当前来看,国内煤炭行业巷道支护操作一般都选择砌碴、棚式、锚喷、注浆加固方式以及复合支护等方式。在煤矿巷道的支护中,因煤矿巷道中的岩石材质不一,其支护措施也是不同的。
5. 煤矿巷道掘进与支护技术的具体应用
5.1 机械化综合掘进技术
煤矿巷道的挖掘作业会使用到很多设施与技术,悬臂掘进机是应用最广泛的设备,同时使用其他形式的设备设施。在各种现代化技术措施广泛应用的背景下,掘进机的性能也随之发展,掘进工作的成效也在不断提升。长期以来,煤层巷道掘进时,机械设备的性能往往会超出预期应用需要,进而导致资源浪费。基于此,对符合国内煤矿巷道掘进作业情况的悬臂式掘进机进行探析,不仅要确保作业成效,同时一定要规避非必要性的浪费。
5.2 采煤机的掘进技术
大断面的煤巷因其特殊属性,要使用连续采煤机实施挖掘作业,并且需要对所有的操作流程进行合理设计,保证整个采出操作都是稳定而有效的。连续采煤机可以把集煤、装运与运输相关工作整合起来,规避了掘进作业常规操作的繁琐工序,这样能够降低对煤矿开采作业的影响。连续采煤机的实际应用能够使用分层掘进的方式,基于分层方式对施工流程进行有效优化,同时用画弧方式找出大圆半径,确保巷道的有序成型。此外,轿车提升与碴石运输的同步作业,能够对时间进行有效管理,强化提升煤矿的运输效果。
5.3 锚注支护相关技术
在软岩层的动压巷道当中,可在锚杆有效支护的基础上,应用注浆巩固相关技术的实际应用,创新锚注支护技术相关内容。对各种技术举措的优点进行有效整合,可以用注浆操作来强化、提升软岩层的整体强度,以免软岩层产生破碎。锚喷支护的实际应用,可以对岩壁进行夯实操作,以免所有作用力都集中到某一个单独位置上,损坏煤矿巷道的岩壁。
5.4 全螺纹锚杆的支护技术
此种支护技术实际上是把全螺纹锚杆应用到支护施工当中,不仅能够对出现的技术问题进行有效处理,同时最为显著的优势是无需二次对螺纹进行加工紧固处理,全螺纹锚杆能够规避其他支护方式存在的问题,尽量消除存在的薄弱之处。在此种支护方式中,不会产生由于侧压力集中产生薄弱界面断裂的问题,此外,生产全螺纹锚杆的成本比较低,可以在煤矿巷道中被广泛应用,基于巷道具体情况实施截取,不但能够有效节约巷道支护操作的成本,简化巷道支护作业的相关工序,更要保证支护施工的质量和效率。
5.5 沿空掘巷的锚杆支护技术
全煤巷道因为采出深度高的特征,一些常规的方式无法为其提供有效帮助,更不能实现有效支护。依据深井全煤巷道的实际状况,合理地优化锚杆支护相关技术。这其中最关键的就是要明确锚杆的预应力,同时对其进行合理设计,这样能够确保其满足巷道支护施工的相关要求,确保煤矿采出作业的质量与成效。如果煤炭资源的采出深度超出预期,那么围岩的锚杆力就会上升而将围岩破坏,因此一定要对钢带与金属网等诸多构件进行合理应用,这样才能够让其承受的应力得以缓解,不会对巷道围岩产生过多的不良影响。
6.结束语
综上所述,相关工作者对煤矿巷道的掘进、支护技术进行积极探析,同时在实践应用中对其进行有效完善,能够推动煤矿采出事业的现代化发展。
参考文献
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