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采矿工程巷道掘进与支护技术分析

发布日期:2020-08-30   来源:矿道网   投稿者:陈先生   浏览次数:1086

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 摘要:采矿工程实施的关键就是确保巷道安全、顺利掘进,在具体作业中选择科学有效的巷道掘进方式,以规范要求为依据进行支护,为采矿作业的有序实施创设安全的环境,提高工程质量。本文就对采矿工程巷道掘进和支护技术的应用进行分析和探究。

关键词:采矿工程;巷道掘进;支护技术

挖掘施工主要是指在采矿工程施工中,有规划的挖掘地下巷道,利用科学合理的施工措施与施工方法,破碎操作煤层与周围岩体,从而形成巷道空间,在此基础上开展相应的支护工作,确保巷道的畅通与稳固,便于煤炭的开采和运输。当然要想保证采矿工程的安全顺利实施,必须要恰当应用支护技术,对巷道掘进技术要点加以掌握,根据实际需求确定支护类型,保证采矿工程的安全和质量。

1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。

2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。

3采矿工程巷道锚杆支护技术的应用

锚杆支护的主要作用就是保护锚杆支护区域的围岩,控制好该区域围岩的破碎离层及裂纹变形,通过实施锚杆支护技术,能让锚杆支护内的围岩尽可能保持完整和稳定,并很好地分散对地质应力的载荷,使其扩散至较远位置。一般常见的锚杆支护包括煤棒锚杆和顶锚杆,两者在性能与规格方面有所不同,所以其支护类型较多,如复合玻璃钢锚杆的杆体外部尺寸要低于26mm,因此可用在孔径28mm~32mm的钻孔中,使岩石层面和锚杆为正交,且最小角度超过75°。在采矿工程巷道锚杆支护技术的应用,需要注意如下事项:__,加厚处理锚杆托板。在采矿工程巷道掘进和支护施工过程中,应该加强处理锚杆托板的强度,使托板抗变形能力高于实际承受压力的范围,促进巷道实际安全性的提高。第二,解决软岩回采巷道支护问题。强化喷层或支护网的刚度支撑,将锚粱支护操作加入到薄弱环境,以便围岩表面支撑约束能力的提升,最大限度限制巷道破碎区的纵向延伸。如果实际情况相对复杂,应该实施二次支护操作,使支撑保护强度与规定要求相符,并达到喷层或支护网的相对柔性操作,即便围岩出现破裂或变形,也能很快释放围岩能量,减少危险情况的发生。第三,实施动态检测技术。将巷道掘进锚杆支撑保护技术应用于煤炭工程时,可以利用动态监测技术,对锚杆技术使用中的薄弱环节或问题进行实时监测,利用先进科学的检测技术手段精准定位环节,达到工程安全施工和支撑强度提高的目的。第四,准确掌握临时支护技术要点。临时支护主要是为满足采矿工程巷道掘进工作的临时要求而开展的支护工作,要想确保临时支护质量,必须要对所用支护材料加以明确。这是因为不同的支护材料有不同的优势与缺陷,只有保证使用材料的科学性,才能保障临时支护质量。例如:临时支护中采用木支架,能减轻质量、降低加工难度、便于安装,但木支架强度性能和防护性能差;金属支架便于拆装、强度高,能够重复使用,但成本相对较高,所以选择何种材料进行支护,需要从安全性、可行性、经济性的角度进行论证。另外,在临时支护工作中要落实相关的支护作业细节,要求施工人员严格按照支护的规范和工序进行作业,特别是支护质量检查作业,严禁使用损坏的支护材料。第五,恰当运用配套锚杆支护体系。在巷道掘进的锚杆支撑保护体系中,要想充分发挥支撑保护作用,必须要严格把关使用螺母的精确度和质量,如将普通螺母换位锚杆专用螺母,进一步提高整体抗压能力。

4结语

作为采矿工程施工的关键内容,巷道掘进与支护关系到采矿工程能够顺利开展,需要加强巷道掘进与支护技术的研究,对以往施工经验进行总结,结合工程实际落实相关的施工细节。为实现煤炭开采安全、稳健、高效的发展,提高煤炭开采产量,在具体施工环节要做好巷道掘进与支撑保护工作,加厚处理锚杆托板,实施动态检测技术,准确掌握临时支护技术要点,恰当运用配套锚杆支护体系。

参考文献

[1]邱朝波.锚杆支护技术在煤矿掘进巷道中的管理与应用策略[J].福建质量管理.2016(05).

[2]刘晓光.浅谈支护技术在煤矿巷道掘进中的应用[J].中国新技术新产品.2013(09).

作者:邵友忠 单位:浙江凯磊爆破工程有限公司

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