矿建施工作业锚杆支护关键技术研究

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:徐立民
[导读] 摘要:伴随煤矿开采技术的不断进步,煤矿企业安全管理意识也随之增强。
        淮河能源集团煤业分公司顾桥煤矿  安徽省淮南市  232001
        摘要:伴随煤矿开采技术的不断进步,煤矿企业安全管理意识也随之增强。煤矿巷道掘进期间所用的支护技术是确保掘进作业安全的关键所在。为此,工作人员必须全面勘察煤矿地质构造,结合实际选取合理的掘进技术与掘进设备,制定出合理的支护结构构建方案,有效保障巷道掘进质量与安全,这样才能在复杂地质条件下全面保障煤矿开采工作效率与安全,促进煤矿产业的健康持续发展。
        关键词:矿建施工作业;锚杆支护;关键技术
        引言
        在进行煤矿巷道掘进施工时,充分将锚杆支护技术应用其中,有效促进了掘进工作的开展效率。在具体的技术应用中,充分将新型锚杆施工设备投入使用,对于支护效果的提升起到了显著助推效果,且该项支护技术的采纳,还具有比较突出的降低成本及使用便捷等优势,实现了施工效率提升采矿目标。
        1锚杆支护原理
        锚杆是一种支撑结构,具体位置是在巷道围岩内部。使用锚杆支撑巷道,在巷道开挖过程中钻孔然后将锚杆插入其中,并通过该系统的结构来加固附近的围岩结构,保障采矿工作在安全的条件下进行。
        1.1悬吊作用
        悬吊功能主要是指通过将悬架将锚杆固定在岩石上,并且连接上即将塌陷的岩石,通过锚杆来共同承受岩石的总重量。
        1.2组合梁作用
        组合梁就是由多层梁重叠在一起组成的结构形式。在非常大的外部负载的作用下,由于压力的作用,每一层的梁和板将具有单独的弯曲力矩。一个单独的梁结构因承载能力不强很容易被破坏,但是,所有平板梁都用锚杆压缩后,所有支撑层将形成一个统一的整体。这个时候给它一个外力的冲击,这个外力将会由组合后的梁结构来共同承受,这可以增加抗弯强度并有效改善岩石的承载强度。
        1.3加固作用
        将锚杆安装在巷道周围区域后,锚杆发挥其自身作用将内部岩石碎块全部合并在一起,同时,在一定的程度上形成具有超强承载能力的连续、整体拱形构件,共同构成了一个坚固的承载结构。对于来自周围岩石的整体重量和顶板上的压力,组合承载结构可以共同承担,减少风险。
        1.4减跨作用
        锚杆在巷道中进行设置的好处在于可以有效减小整体结构的尺寸。例如将锚杆设置在巷道的中间部位,该锚杆的功能就是支撑构件,并且可以连接边上两个曲面的结构。如果在这个位置再加2根锚杆,那么整个区域就会被分成4个小拱。于是,承载力也会被均分,每个小拱的承载能力是原始拱门的四分之一,整体结构更加安全稳定。
        2煤矿掘进工作面支护技术的研究应用
        2.1后退卧底支护技术
        在开展矿井施工期间时常发生断层移动的情况,严重影响施工的安全性。矿井施工单位通常情况下会选取后退卧底支护方式解决此种情况,能够有效地提高周边岩层的稳定性,进而保证工作人员的生命安全。后退卧底技术通常被应用在高程差距约2.5m的断面中,能够提升锚网和巷道强度。针对巷道周边岩层进行支护期间能够选取后退卧底技术,有关的工作者需要针对相关的仪器展开后退施工,需要关注后退间距。如果开采操作期间工作面坡度比自身坡度低,有关工作者需要将载坡设在20°的坡上,把载坡作为重要的支护工具。
        2.2地质构造区加强支护
        在地质条件较差的位置展开施工期间,一般情况下矿山压力会出现变化,极可能出现冒顶问题,在此种情况下必须进行支护。在断层周边进行施工期间,由于断层周边聚集的应力偏多,则必须应用钻探技术针对断层展开探测,保证断层安全性的情况下需要强化支护措施,然后恢复施工。

针对特殊地质条件,能够采用地质勘测收集有关数据,但是在矿层厚度以及存储量变化较大的位置基本上无法借助勘测技术收集有关数据。因此,在矿层变动较大的位置,必须关注矿层顶板的完整性,科学地选取施工方法,在保证巷道施工的同时确保巷道顶板的完整性,避免出现冒顶问题。针对顶板岩石碎裂程度较大的位置,必须增加金属网,从而保证支护效果,避免出现岩石下坠而造成安全问题。因此在进行支护期间需要依据顶板岩层的完整性科学的选取支护措施。现阶段,大多数高瓦斯矿井的巷道在掘进期间会应用双巷的施工方法,此种情况下必须科学地选取煤柱的宽度,保证煤柱具有较高的支撑能力。煤柱宽度在一定程度上决定着巷道顶板的稳定性,同时可以干预支护结构的选取。所以,在开展支护期间必须关注煤层顶板的应力布局状况,进而科学的选取支护结构,从而确保开采工作的安全性。
        2.3锚杆支护技术
        锚杆支护技术作为矿井施工期间应用比较频繁的支护工艺,因为施工条件比较繁琐,个别矿井在施工期间可能会出现大落差的断层。因为断层表面损坏程度较大,所以断层的稳固性能会降低,导致断层表面时常出现异常,影响了巷道开采工作的正常开展。一般条件下,针对此种情况进行掘进期间能够应用锚杆支护技术,进而保证巷道施工的正常开展。
        3煤矿掘进工作面支护技术应用措施
        3.1完善煤矿掘进支护技术
        矿井施工期间应用的支护技术能够干预矿井施工的效果与进程。如今国内大部分矿井开采公司采用的矿井施工支护措施存在众多的问题,因此造成在具体施工期间发生了众多事故。所以,矿井单位必须依据具体状况针对矿井开始支持工艺持续地展开优化与升级,依据煤矿的特点科学的选取支护工艺,通过此种方式良好的提升岩层的稳定性,从而保证施工过程的安全性。近些年,矿井施工方式转变为双巷道,在无形之中增加了矿井开采支护技术难度。若是想保证巷道支护施工能够良好的开展,在施工期间需要选取双巷道开采工艺,所有操作均必须认真依照有关标准开展,通过此种方式确保煤矿的通风性能,进而确保矿井掘进工作的稳定性与安全性。
        3.2合理选择掘进机
        如今,应用频率较高的矿井施工仪器为普通掘进仪器和综合掘进仪器。若是巷道长度小于300m则应用普通掘进设备;若是巷道长度大于300m则应用综合掘进设备。若是地质条件比较繁琐,地质构造较差,在选择支护工艺期间有关的工作者需要依据具体的开采条件科学的选取施工设备,进而保证矿井施工过程的安全性,同时可以保证施工效果。在选择综合掘进设备期间必须关注设备的结构、截割强度、生产效率、岩层强度和开采效果等,还因考虑掘进设备与煤矿巷道断面适用情况。全面进行比较,从而选取恰当的开采设备,保证选取工作具备较高的科学性。
        3.3提高煤矿掘进支护工作的机械化程度
        矿井施工单位在具体开展支护期间时常会应用到机械仪器,依据具体的开采情况科学的选取仪器,有关工作者在具体操作前期需要展开有关知识的学习,在学习期间既可以有效地提升相关人员的专业能力与整体素养,同时可以加深其对相关仪器与工艺的掌握,确保矿井施工支护期间具有较高的机械化能力。并且,矿井开采单位需要针对开采机械展开科学的养护,通过此种方式保证良好地展现所有仪器的性能,并且在一定程度上增加开采设备的应用时间。
        结束语
        煤炭是我国最主要的一次能源之一,我国煤矿生产的主要形式是地下开采。近年来,随着综采技术的不断发展,煤矿开采深度以及开采强度不断提高,所面临的开采环境、地质问题也越来越复杂。在煤矿井下回采过程中需要挖掘大量的巷道,巷道的通畅以及围岩的稳定性关系着煤矿的生产稳定及安全稳定,为了保障煤矿生产稳定安全,需要安全可靠的巷道支护技术。
        参考文献:
        [1]安瑞廷.煤矿井下巷道锚杆支护的几点分析[J].石化技术,2020,27(01):37-38.
        [2]李东.浅谈煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析[J].石化技术,2020,27(01):163+174.
        [3]郝旭.煤矿巷道支护技术的探讨[J].石化技术,2020,27(01):215+217.
        [4]张鑫.浅析锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的管理与应用[J].当代化工研究,2020(02):97-98.
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