• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

浅析煤矿掘进支护中存在的问题以及应对措施

石磊
  
安家(建筑与工程)
2022年36期
江苏省矿业工程集团有限公司 江苏 徐州 221003

摘要:我国目前绝大多数煤矿都是在地下进行生产的,只有极少说是进行露天开采的。根据有关资料统计,在我国有八成以上的煤矿开采需要在地下进行,此种类型的开采需要井工在井下作业,同时需要共在地表下开掘出大量的巷道,这样才能便于采煤和运输作业的高效运行。但是,因为地下矿井的地质条件十分复杂,工人作业的施工环境也比较恶劣,所以必须搞好煤矿的掘进支护和围岩的稳定水平,只有这样才能提高煤矿生产的安全水平。因而,我们积极地探索关于煤矿掘进支护的先进技术,进一步提高我国煤矿掘进支护的水平,只有这样才能实现我国煤矿开采工作的可持续。

关键词:煤炭;采掘;应对措施;

前言:

煤炭是我国非常重要的能源,伴随着经济与社会的发展,人们的生产生活中对于煤炭的需求量持续增加。煤矿开采是获取煤炭资源的主要方式,随着全面的开采进行,我国的露天煤矿资源已开采殆尽,逐步开始转向地下开采。煤矿地区的自然条件比较差,作业施工难度比较高,在具体开采掘进的过程中,容易发生严重的坍塌等事故,导致开采作业无法进行,同时还可能出现严重的人身安全和死亡等事故发生。矿井开采需要掘进巷道,为了可以提升施工速度与开采效率,采用掘进支护作业方式,以保证巷道的安全和稳定,从而可以给开采工作人员提供一个安全、稳定的工作环境。

一、煤矿掘进支护概述

对煤矿掘进支护问题及其应对方法进行研究,首先应当对煤矿掘进支护有着较为深入的认知和了解。文章本部分将对煤矿掘进支护进行概述。 在煤矿开采时,巷道开挖的工作与煤矿原岩应力有着直接的关系,巷道的开挖毫无疑问影响和打破了原有岩石应力的平衡状态,使压力重新进行分布。在这一过程中,由于压力的变化,煤矿岩层会容易出现坍塌、位移、断裂、下陷等问题,给生产人员带来巨大的安全隐患,威胁其生命财产安全。而通过支护措施,则可以很好的对岩石受力问题进行解决,为施工生产人员的安全带来一定的保障。在实际的工作中,煤矿掘进支护能够帮助煤矿开采处于一个较为安全的环境中,但是在煤矿掘进支护时,需要根据实际的开采施工实际,对支护的形状、规格等进行考虑,提高支护的科学性和有效性,确保煤矿开采施工人员的生命安全,同时提高煤矿开采工作的质量和效率。

二、当前煤矿掘进支护的发展现状与问题

1.我国煤矿掘进支护技术的现状

首先,从客观角度来说,煤矿井下掘进支护措施的优劣直接关系到井下作业人员的生命安全,因此对于该项技术的研究刻不容缓。我国煤矿巷道掘进支护在发展中经历了四个阶段:木型支护、料石砌碹支护、钢棚支护、锚杆支护。目前,我国主要以锚杆支护为主,但由于受到发展的局限性,锚杆支护只能适用于用一些地质结构简单的矿井。因此,煤矿支护技术的创新有着重要的意义。

此外,锚杆支护主要是利用物体之间的吸附力,通过特殊的手段提高矿井内部岩层之间的聚合度,这样就可以很好地解决矿井各巷道之间由于外力的作用出现裂缝的问题,除此之外,改进后的锚杆支护更加重视材料的使用寿命,并且采取“两高一地”的支护原理,完美的提高了煤矿井下支护的性能,保障了开采工作的顺利进行。

2.我国煤矿掘进支护技术的问题

2.1 巷道支护方式的更替

传统支护设备需要进行人工安装,巷道开挖初期的围岩处于零支护的状态,不仅增加了施工作业人员的危险,也形成了前掘后修的场面;加上传统的巷道掘进支护技术设备如硬水泥锚杆、钢丝锚杆等支护设备在强度和刚度等特性上无法满足深部巷道掘进的施工,巷道布置与断面形式的转变也应该根据巷道支护形式进行调整,具有复杂多变地质条件的深部开采,巷道支护方式也应该随之改进,根据企业采取人性化开采的要求,巷道支护技术存在的不足,巷道支护方式的更替存在一定的难度。

2.2 不断增加的开采难度

开采速度的不断增加,国内大部分企业开始进入深部开采,复杂多变的地形和高低压力作用下的巷道围岩增加了开采的难度,围岩在断层或高应力影响下容易发生突变,这就对巷道的承载能力有更高的要求,传统的支护承载能力较低,难以达到巷道支护的强度要求;巷道断面由小断面向大断面转型,不仅可以充分发挥大型机械的效率,而且满足煤矿开采难的要求。

2.3 巷道衔接和临时支护技术

煤矿掘进技术需要综掘机的液压系统,要求液压系统的稳定和闭锁装饰,在临时采取的支护方式中常常采用综掘机液压锁临时进行支护,并利用创新的自行开门施工工艺技术,减轻工作阻力;临时支护中的综掘机配套系统和施工管理存在一定的不足,运用科学合理的先进施工技术,提高组织管理水平,达到高效率作业目的。

三、解决煤矿掘进支护技术难题的措施

1采用高强度锚杆支护材料

通过研究人员不断的努力,逐渐研发出了高强度的锚杆支护材料,目前已经在我国煤矿企业得到了很好的推广应用。这种高强度的锚杆支护材料主要是采用了优质的钢材,并且经过特殊工序的锤炼,实现了高强度与高刚度的完美结合,达到了世界顶尖水平。这种高强度锚杆相比与之前的普通锚杆性能,锚杆支护的材料,锚杆支护开始之前的首要工作就是选择合适的施工材料,材料的质量对于工程的质量存在直接的影响,如果应用传统支护材料,其性能较差,无法达到安全性的要求。在以往的煤矿作业中,通常都是应用Q235圆钢作为主要的锚杆材料,目前已经很少使用。随着煤矿地质条件日益复杂,很多工程都开始使用新型的锚杆材料,比如高强度螺纹钢等。此外,还应该进行结构形式的有效验证,可以保证其支护效果达到要求,逐步研发出现专用的钢材,以保证结构性能达到要求。提高了四到五倍。

2特种锚杆和锚索支护技术

由于煤矿井下地形结构的复杂及压力的集中显现,所以经常会出现巷道坍塌破损的问题,这些问题一旦出现就会对煤炭的开采工作造成非常恶劣的影响。对于这些问题,如果还采用传统的锚杆支护技术,那么存在的危险性就不言而喻,而且支护的成本和费用也会大大增加,往往是得不偿失。为了更好的解决这一问题,研究人员逐渐研制了一些特种锚杆,并且搭配锚索补强支护,保证了巷道断面及人员安全。目前,我国常用的特殊支护材料主要有注浆锚杆、接长锚杆及小孔径树脂锚索。不仅提高了支护能力,而且工作步骤也非常简便,对一些跨度较大的巷道有着非常显著的支护效果。

锚杆支护是目前我国煤炭巷道支护主要方式,主要是利用岩体强度与粘聚力来处理巷道围岩的张裂、滑移等方面的问题。在现代发展中,我国对于支护的刚度、强度以及可靠性都有着非常高的要求,大大提升掘进效率。国内很多煤矿都采取这种锚杆支护的结构形式,技术已经非常成熟,极大促进了我国煤炭开采领域的发展。

结束语:

总而言之,在我国社会对煤炭资源需求量巨大,煤矿开采规模程度处于一个增长态势的背景下,提高煤矿开采的安全性和稳定性是必然的要求和选择。煤矿开采随着深度的增加,周围岩层会发生围岩运动,给施工安全带来极大的安全隐患和威胁,而掘进支护技术则可以很好的解决这一问题。 文章从此出发,分析了我国掘进支护存在的问题和应对方式方法,希望能够提高掘进支护的实际效果,推动我国煤矿开采的发展进步,为社会带来更大的社会效益和经济效益。

作者简介:石 磊(1981.11~)男,汉族,江苏徐州,毕业于山东科技大学采矿工程专业,本科学历,助理工程师,无课题。

*本文暂不支持打印功能

monitor