煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用

发表时间:2021/7/23   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月8期   作者:李少刚 周恒
[导读] 通过实际调查发现,我国煤矿行业随着经济水平的提高而得到了进一步发展
        李少刚  周恒
        平煤神马集团建井三处   河南平顶山  467000
        摘要:通过实际调查发现,我国煤矿行业随着经济水平的提高而得到了进一步发展,现阶段各行各业对煤矿资源的需求量变得越来越大,煤矿行业面临着很多的机遇和挑战。尽管煤矿采煤掘进工作在煤矿开采过程中可以发挥出良好的效果,不过在这个过程中安全事故发生的概率比较高,这样就会导致煤矿开采工作人员的生命安全受到巨大威胁。为此,煤矿开采单位要对高强支护技术进行充分应用,这样才可以有效避免安全事故的发生。
        关键词:煤矿采煤;掘进工作;高强支护技术
        引言:结合我国煤矿采煤掘进工作的实际状况,大部分的煤矿都是在地下空间内开展井下作业,完成煤矿的生产。而在这种开采模式之下,煤矿巷道的支撑强度就决定着煤矿开采工作的进度以及开采效率,也就会影响到煤矿开采工作的安全性。与此同时,伴随着煤矿开采工作的进行,对提高煤矿采煤掘进工作的支护效果也提出了更高的要求。本文主要就煤矿采煤掘进工作当中高强度支护技术的应用展开分析,探索对煤矿巷道支护效果更加突出的高强支护技术。
        1高强支护技术概述
        1.1高强支护技术分析
        在传统的煤矿开采过程中只是在地层表面开展开采工作,这样就整体的开采难度比较低,并且开采过程具有较高的安全性。在我国科学技术快速发展的今天,各行业在实际发展过程中需要用到大量的煤矿资源,所以煤矿开采工作也会因此朝着地下开展,由于地下岩层结构和表层结构之间存在一定的差异,这样就会导致煤矿采煤掘进工作会受到岩层结构的复杂性带来的影响而无法正常开展。为了能够将煤矿开采质量和生产安全性进行提高,工作人员要将高强支护技术应用到煤矿采煤掘进工作当中,高强支护技术可以对岩层结构进行有效的支撑,而且还能够将岩壁的承载力进行增强。在通常情况下,我国煤矿采煤掘进工作采用高强支护技术主要包括锚杆锚索支护、锚网喷等,工作人员在对这种技术进行应用的过程中不仅可以有效降低工作量,而且还可以进一步提高煤矿巷道的使用年限。
        1.2高强支护技术的特点
        高强支护技术作为一种先进技术,由于该技术有着众多优点而得到了越来越多煤矿企业的重视,在实际应用过程中可以发挥出良好的效果。工作人员可以通过高强支护技术来对煤矿巷道进行有效的监测,在提高开采工作安全性的前提下,各个煤矿开采环节也可以正常开展。另外,高强支护技术还可以降低煤矿企业的资金投入,不仅企业的经济效益得到了进一步提高,而且对环境造成的污染也会降低,这种技术为构件组装提供了较高的便捷性,工作人员工作负担得到了有效减轻,在后期不需要经常对煤矿巷道进行维修,企业利润也会得到相应的提高。
        1.3高强支护技术的作用
        现阶段我国煤矿资源开采工作朝着更深的地底开展,在这个过程中有着较高的开采难度,各个环节中有着较高的危险性。在通常情况下,煤矿开采所处的地理环境比较复杂,大多数都是在比较偏远的山区,这样就会导致开采区域的岩石结构具有较高的不稳定性,如果开采过程中遇到地震灾害,那么就会导致矿井塌方的情况出现,工作人员的生命安全无法得到有效的保障。另外,煤矿巷道顶板支护结构的稳定性会受到矿区周围土壤结构因素变化带来的影响,煤矿开采单位在应用高强支护技术的过程中可以对煤矿巷道顶板进行有效的基础,进而整体的稳定性和安全性也会得到相应的提高。
        2高强支护技术在煤矿采煤掘进中的应用要点
        2.1选择使用“锚网索+底板卸压槽+底角注浆锚杆”支护
        ①需要在顶板位置上打设锚索,借助锚索的作用,对于浅部围岩来说,深度稳定围岩能够对其充分发挥出限制作用,从而使深部顶板围岩和浅部顶板围岩之间的相互牵制性作用得以体现,使其能够形成协同变形体系,如此一来,不仅能够限制顶板浅部围岩的变形破坏作用,同时还能够对浅部围岩的应力环境予以改善,以此将单轴应力状态转化为三轴应力状态,实现了对浅部围岩位置处高应力的转移,为确保浅部围岩的稳定性发挥了非常关键的作用。


        ②应该在两帮和顶板位置处打设锚杆,从而有效强化了浅部围岩和锚杆所形成的支护结构的范围。存在于顶板锚杆和锚索之间的两个支护壳体,其能够对顶板围岩的应力条件起到很好地优化作用,从而达到增强顶板支护效果的作用。巷道两帮锚杆长度可以为2400mm,以此来将锚杆对于两帮的支护限制作用充分发挥出来。
        ③应该将注浆锚杆打设在巷道的两个底角位置。由于膨胀性软岩在巷道底板处比较多,其在水的作用下会影响到整个巷道的稳定性,面对这种现象,就需要在开展设计工作的时候,通过在两底角的位置处搭设注浆锚杆来予以改善,这种方法的使用能够对底板围岩的变形破裂缝隙起到封堵的作用,从而在提升巷道底板围岩整体性能的同时,还能够增强围岩的承载能力。
        ④将底板卸压槽设计在底板中,能够通过这种方法为巷道围岩底板变形现象留出足够的变形空间,将较高的底板应力充分释放出来,同时在能够在巷道的底板处形成“弱结构”,这种结构可以有效吸收围岩的变形量,并且很好地控制应力的释放,对围岩应力场的分布予以改善,将巷道底板的应力峰值向围岩深部转移,控制巷道底板的应力在合理的范围内,以此来有效保护巷道底板。
        2.2选择使用“锚网索喷+局部注浆加强”的支护
        借助锚索、锚杆以及注浆等方法,能够全面加固掘进过程中形成的破碎围岩,并且有效改善浅部围岩的应力状态,较好地抑制围岩塑形区域的发展速度。通过观察深部掘进巷道的实际支护情况可以得知,在巷道的拱顶、底角以及拱顶连接处和直墙的位置,巷道稳定性控制具有一定的敏感性,因此,在设计时需要用到局部注浆加强和高阻锚索深锚补强的方法来对塑性区域中出现的局部畸形现象进行全面控制,以此来有效确保塑性区域范围中围岩的稳定性,以免使塑性区域处于恶性扩展的状态。
        2.3持续不断提升掘进支护人员的总体素质水平
        面对目前掘进支护人员整体素质不高的现象,应该持续加大对支护施工人员培训工作的力度。充分结合掘进支护部门的实际情况来拓展培训内容和培训方式。适当降低传统理论培训工作的占比,增加实践培训。在实践培训中,可以让掘进支护人员参观具体工程项目的开展,也可以结合“以干带训”的方法,实现对掘进支护施工人员乃至上级部门的实践锻炼,以便能够更直观地提升培训效果。另外,要落实考核工作的方式,确保培训人员能够更积极、主动地参与到培训工作中。借助考核结果也便于查找培训工作中的不足,以此来更好地提升培训质量。煤矿企业掘进支护部门在实际开展培训工作的过程中,需要充分运用互联网技术,和培训工作相结合,使培训工作进入到企业内部职工的日常工作和生活中,运用职工喜闻乐见的方法来开展培训工作,以此来有效提升培训效果。
        结语:高强支护技术在煤矿采煤掘进工作当中占据着非常重要的地位,为了能够将该技术的作用充分发挥出来,煤矿企业要对其予以足够的重视,根据实际情况来进行充分应用,这样才可以保证各个方面能够正常开展。工作人员也要对煤矿采煤掘进工作中存在的问题进行充分的分析,并且及时采取措施进行处理,这样才可以提高煤矿企业整体的经济效益。
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