复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用研究
2015-08-15
(太原理工大学,山西 太原 030024)(中煤平朔井东煤业有限公司,山西 朔州 036000)
一、引言
根据综合采煤技术的使用情况来看,合理运用炮采、锚网等来完成支护操作,并对采煤工艺技术进行优化,对于提高采矿掘进效率有着重要影响。因此,对复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的应用有比较全面的了解,才能更好的提高煤矿掘进过程的安全性,最终提高煤矿掘进的综合效益。
二、复杂地质条件下煤矿地质的基本情况
某煤矿掘进区是有着较长年限的老矿区,但其有着多种断层、矿井地压也比较大,因此,该煤矿掘进区的地质条件非常复杂,有着典型的高应力、深部矿井特征。在煤矿掘进深度不断加大的过程中,矿区各个煤层的顶板岩性出现非常明显的变化,致使起拱围岩的应力呈现逐步上升趋势,并且,该矿井的顶底板、煤层都比较松软,使得其出现变形比较明显的情况,大大提高巷道支护的难度。根据该煤矿掘进区域的整体情况来看,其巷道出现的断层情况比较复杂,需要采取合适的掘进支护技术,并结合相应的煤矿掘进设备,才能降低煤矿掘进过程的危险性,最终获得较好的煤矿掘进效果。
三、复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术难点
(一)合理确定普通掘进机和综合掘进机之间的界限
通常情况下,普通掘进机、综合掘进机的临界点与巷道的长度有着直接联系,必须根据实际情况来选择最合适的型号,才能确保普通掘进机和综合掘进机的有效利用。一般工作面的施工长度在低于300米的情况下,可以合理使用普通掘进机,而在高于300米的施工长度的情况下,则可以使用综合掘进机,对于提高施工工艺的合理性有着重要作用。由此可见,掘进机的合理采用可以大大减少生产时间,从而提高掘进工艺的技术水平,是保障煤矿工程施工进度的重要基础。
(二)综合掘进机的正确选型
在采用综合掘进机时,必须根据煤矿掘进的实际正确选型,才能避免煤矿掘进过程出现各种危险。在实践过程中,需要从机身机构紧凑程度、综合掘进机体积、机器截割强度、运行效率、巷道断截面、机器设备维修量和配件供应等多个方面来确定,是提高综合掘进机有效利用率的重要保障。
(三)截齿的合理确定
为了延长综合掘进机的使用寿命,截齿的合理确定占据着非常重要的地位,需要从耐磨强度、长度和硬度等几个方面考虑,才能保证煤矿掘进机的截割速度,从而降低截齿的受损程度。在实际施工过程中,如果遇到岩石硬度比综合掘进机截齿切割能力强的情况,则应选择爆破的方式来完成煤矿掘进,不能使用机械设备强行切割,以避免机械设备被损坏情况出现,最终保证煤矿掘进的安全性和施工进度。
(四)临时支护、开门转为技术
在合理应用综合掘进机的时候,需要对综合掘进机的液压系统进行全面分析,保证液压系统的稳定性和定开机时的闭锁设置情况,才能更好的完成煤矿掘进作业。通常情况下,采用的支护技术是综合掘进机的机载液压锁,可以有效降低煤矿掘进工程的工作强度,最终提高煤矿掘进过程的可靠性和安全性。随着煤矿掘进工程的不断施工,某些情况下需要进行自行开门施工工艺技术的创新,才能有效降低工作难度,是掘进工作零爆破得以实现的重要基础。例如:在正对着开门方向使用掘进机时,其跟随的运输量有40吨,距离有100米左右,必须采用爆破方式来开门,才能确保煤矿掘进的安全性,最终保障煤矿掘进工程顺利施工。
(五)施工管理、综合掘进机系统问题
在实际施工过程中,先进、科学的施工管理机制,可以有效提高组织管理技术水平,最终保障施工的高效率。例如:合理运用弯皮带运输技术,保持小角度连续拐弯时与大角度长距离拐弯掘进的角度为26度,则可以提高皮带的工作效率,并保证作业过程的连续性,最终加快煤矿掘进速率。
四、复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术的实际应用
(一)锚网支护的退后卧底法应用
根据该煤矿掘进区的情况可知,断层的顶板比较完整,上部和下部的距离在低于2.5米的情况下,因此,合理应用支护技术进围岩,需要及时后退掘进机、卧底前进,才能确保断层巷道中低部的高度、安全性与施工要求完全相符,以达到增强围岩稳定性的目的,最终保障煤矿掘进过程的安全性。
(二)锚网支护的直接破顶法应用
通常情况下,这个掘进方使用掘进将断层的顶部直接破除,以保留稳定性较强的顶板围岩,并使用锚网索对围岩进行支护。因此,顶板的岩石强度一般不超过5,上部和下部的距离一般不超过2米,并且,支护支护难度比较大的情况下,则可以采用直接破顶的方法来解决煤矿掘进过程的支护问题。
(三)锚杆临时支护加U型钢方法的应用
在落差较大的断层中,其围岩很容易破碎,致使垮塌现象出现,因此,采用U型钢架来完成固定支护操作,并结合临时锚杆支护、超前支护一起使用,将锚杆倾斜度控制在45度,可以有效增强支护效果,最终避免顶板破落情况出现。
结束语
综上所述,煤矿掘进支护技术的合理应用,可以大大提高复杂地质条件下煤矿掘进的安全性,并提高煤矿开采的效率,对于减少安全事故发生率有着重要影响。因此,在实际作业过程中,根据煤矿掘进的数据情况,选择最合适的煤矿掘进支护技术,是保障采矿人员生命安全的重要途径。
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