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工程管理前沿【2020年第01期】

  • ID:271612
  • 浏览:7338
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-03-24 16:24:05
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

煤矿井下巷道顶板支护技术分析

2020-03-24 16:56:29 工程地质学 燕艳峰
资料简介

摘要: 煤矿井下巷道掘进过程中会产生较大的扰动力,井下作业环境复杂,容易产生安全事故。在这种情况下采用顶板支护技术具有很好的保护效果。下面文章就对巷道顶板支护技术的应用展开探讨。

煤矿井下巷道顶板支护技术分析

燕艳峰

大屯煤电(集团)有限责任公司 徐庄煤矿 江苏徐州 221611

摘要:煤矿井下巷道掘进过程中会产生较大的扰动力,井下作业环境复杂,容易产生安全事故。在这种情况下采用顶板支护技术具有很好的保护效果。下面文章就对巷道顶板支护技术的应用展开探讨。

关键词:巷道顶板;顶板支护;支护技术;煤矿支护

引言

在煤矿的实际开采过程中,掘进作业会导致应力重新分配,如果在这个过程中不能够合理地进行顶板支护,会导致井下巷道围岩产生严重变形或者位移等状况。为了能够充分保证井下巷道掘进作业的安全、顺利开展,就必须在煤矿掘进过程中对顶板支护技术的应用进行严格管理和控制。在对井下巷道进行具体的采掘作业过程中,必须充分考虑构造特征、开采设备、开采工艺、开采进度等,与此同时还要从施工组织管理、作业人员素质等多个方面进行综合考量。由此可见,井下巷道掘进作业是一项综合性非常强的工作。

1巷道掘进的不同支护形式

1.1矿用支护型钢

矿用支护型钢由于具有良好的作用效果,已经成为煤矿井下巷道掘进的主要支护形式。矿用支护型钢适用多种圆拱形巷道,在采煤作业掘进井下巷道时提供强有力的支护,极大提升作业的安全性。井下环境复杂多变,因此井下作业危险性很大。但支护型钢能够很好的解决这类影响,凭借极强的抗压能力和抗拉能力来承担各方荷载(主要为横向和纵向),基层顶的整体性得到保障,作业的安全也能随之得到保障。在煤矿井下作业实践时,必须要得到合理的抗弯截面模量,目的是消除支护型钢断面几何参数的不利方面,保障支护结构有足够的能力承担横向和纵向的荷载。此外,几何形状也应该得到重视,它会影响支护型钢的结构伸缩性,若是考虑不当就会使可伸缩性大大降低。最后,触面面积应该非常严格的把控使支护型钢保持良好的受力。

1.2可收缩性支架

它是煤矿井下施工最为常见的一种形式,他常见的缘故正是他优势比较明显,其中最有优势的就是双向可伸缩性。Ⅲ类或Ⅳ类巷道中应用这种支架的效果最好,保护了整体的可靠和稳定性,安全性和效率也随之提高。不过因为它安装过程繁琐,所以优化整体设备也是必要的。

1.3预留柱支护

与上述两种支护形式相比较,预留柱支护是比较传统的一种支护方式,而且在井下掘进作业中应用比较广泛。该支护方式主要指的是在上下段区域之间通过预留一定的宽度,能够使煤矿井下的回风平巷有效避开支撑压力的峰值,并在此基础上实施顶板支护的一种方式。该支护方式虽然实际应用比较简单,但是必须充分满足与巷道相关的具体要求,而且在实际施工过程中成本投入比较高,后期维护难度较大,因此在煤矿作业过程中逐渐被取代。

1.4锚杆支护

锚杆支护具有多个结构,这些结构作用不同,特点不同,基础结构可分为锚杆杆体、钢带、托板、锚固剂和网等。锚杆杆体能够提供抗拉以及抗剪应力,使顶板支护得到足够的承载能力。托板具有多个作用:一方面可以针对常出现的围岩离层或者开裂等问题,将围岩与锚杆尾部进行连接,使岩层中能够受到锚杆扩散的预紧力。另一方面,围岩会发生变形,在此过程中还会产生应力。托板就能够做到把这种应力传递给杆体,使得工作助力大大增加。锚固剂顾名思义就是固定,井下作业环境恶劣多变,想要支护结构发挥作用就要使用锚固剂来固定到顶板上。网不仅能提供支护力还能有效解决碎石的脱落问题,作业工人安全可以得到进一步的保障。当前阶段,锚杆支护由于极大提升支护强度使得企业的效益也得到稳步增长。

2煤矿支护性影响因素

2.1巷道的地质条件

巷道挖掘过程中,工作人员需要通盘考虑井下的各类水文条件,预想到可能发生的各种情况,对于各种突发情况做好准备,才能真正规避这一因素带来的消极影响。煤矿层区、挖掘程度、地下水所处的位置等都对采掘工作产生了不同程度的影响。顶板与底板也是巷道安全中的重要一环,在稳定性好的地段掘进速度也能够适当加快,提高井下煤炭开采效率,提高收益。但对于地质结构较差的地段,应注意安全问题,加强顶板与底板的安全建设就需要被提上日程,以免带来不必要的经济损失与人员伤亡。如果无法提前侦探,做好合理规划以及合理控制的话,不仅可能会因为突发情况降低掘进速度,还会酿成安全事故,造成严重的人员伤亡,这对于企业的发展和建设自然是不利的。

2.2施工工艺的干扰

由于煤矿井下巷道的掘进工作需要使用到钻爆法的掘进方法,而且顶板的支护需要加强锚喷支护工作,这和之前的砌喧支护技术相比较会发现前者提高了掘进的速度并保障了巷道的稳固。但是在实际的施工过程中,锚网喷支护工作的质量不高,会受到多种因素影响,比如炮眼的位置和火药装填的数量,如果工作人员不能正确计算和定位就会造成很多的安全事故。另外,因为煤矿井下的矿道是比较集中紧密的,很容易造成紧挨着的两条矿道一起进行煤矿的挖掘工作,这就会对煤矿岩体产生不利影响,给施工工作带来更大的难度和压力。

3煤矿井下巷道顶板支护技术应用措施

3.1提升巷道顶板承载能力

在具体的巷道掘进施工过程中,要提升巷道顶板承载能力,就必须做好以下技术准备工作:首先,充分结合井下矿压的实际观测资料以及巷道围岩实际力学性质等状况来合理选择最佳的支护方式;其次,对于煤矿井下一些重要的巷道施工区域,必须制订合理的技术方案;另外,针对井下巷道掘进顶板支护做好相应的设计工作,明确顶板支护施工过程中的具体施工方式、施工材料、规格尺寸等,严格执行掘进作业的操作规程。

3.2强化支架强度

井下巷道顶板支护是一项具有风险性的工程,施工单位应以工作人员安全为第一原则,选择具有一定刚性的支护结构。在巷道掘进过程中,由于地质环境以及人为操作不当,很容易造成巷道发生位移或是变形,不利于后续工作的正常开展。因此,在巷道掘进过程中,施工单位需选择抗压力强且具备一定柔软性的顶板支护结构,可缓解巷道变形或发生位移对施工单位造成的影响,保持巷道内空间结构的完整,后期工作人员不必在大幅度进行返修,加快了施工项目的进展,有利于提高整体施工效率。另外,在巷道顶板支护技术的使用过程中,需最好围岩的增压以及释压工作,通过围岩压力的变化来加强支护结构的强度。施工人员需提前对围岩所能承受的最大压力进行检测,具有针对性对其进行施压,从而让顶板支护技术达到良好的效果。

3.3落实施工质量的监管工作

所有的煤矿开采企业都需要保证煤矿开采工程的质量,所以监管部门要落实好施工质量的监管工作。根据煤矿井下巷道掘进工作程序来看,企业需要对煤矿开采地区做好研究和调查工作,结合实际情况选用正确的顶板支护技术。然后还要对顶板支护的操作程序进一步强化和规范化,建立健全有关质量监管的体制。监管部门则要充分发挥监督和管理的作用,对施工工作中掘进和支护的质量进行监督和管理,还要监督煤矿开采人员,督促施工人员按照工作准则有序开展掘进和支护工作,从而确保煤矿巷道顶板支护工作有序开展。

结语

综上所述,在煤矿井下巷道掘进作业过程中,支护作业是非常重要的一个环节。只有科学合理地选择顶板支护技术,才能充分保证煤矿井下巷道掘进作业的正常开展。由此可见,对于煤矿掘进作业来说,实现支护技术的合理选择具有非常重要的现实意义,能够为整个煤矿作业的顺利进行提供基本的安全保障。随着当前煤矿开采的不断深入,井下地质构造越来越复杂,矿山压力越来越大,巷道顶板事故的发生频率也越来越高,因此必须做好煤矿井下巷道掘进顶板的支护工作。

参考文献

[1]原啸.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术[J].华北国土资源,2018(05):122-123.

[2]成安红.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术探析[J].冶金与材料,2018,38(04):38-39.

[3]刘琦.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用[J].煤,2018,27(05):70-72.

作者简介:燕艳峰,男1983年6月出生,技术员,现任大屯公司徐庄煤矿巷修队技术员,从事矿井生产技术管理工作。