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有关影响煤矿井巷稳定性因素的分析及支护技术解析

2018-02-01王加国

时代农机 2018年6期
关键词:井巷金属支架巷道

王加国

(山东东山古城煤矿有限公司,山东 济宁 272100)

煤矿井巷的综合稳定性以及可靠性产生影响的核心因素在于围岩的强度同应力之间的关系,若是同应力超过围岩强度,那么煤矿井巷的稳定性将会下降;而只有在两者力度达到一种平衡的状态下,煤矿井巷的稳定性才能够持续维系。文章就煤矿井巷稳定性的影响因素进行分析并对其支护技术进行相对全面的解析,以期能够为行业水平提供理论上的借鉴。

1 影响煤矿井巷稳定性的因素分析

对于煤矿井巷的稳定性能够产生不良影响的主要因素包括了煤矿井巷的位置、围岩的性质、断面尺寸大小、破岩的掘进方式以及轴线巷道的方位等,此外,煤矿井巷掘进的时间和掘进方案的选择以及沿空护巷等都会对于其稳定性产生直接或间接的影响。

一般而言,地层的煤系普氏系数为0.5~1.5范围内,但是硬砂岩以及石灰岩的岩系数则为8和10,如果能够将煤矿巷道的煤系地层转变为硬度岩石,那么巷道的稳定性将会得以明显增强。

2 煤矿井巷提升稳定性的相关支护技术解析

(1)棚式支护技术解析。空间形式可具体划分为拱形、梯形及马蹄形等常见类型;根据支护技术的实用服务性能可将其具体划分为刚性支架和可缩性支架两种。

(2)木支架所构建出来的棚式支护方式强度有限,因此支护的稳定性效果差强人意,且木质材质在潮湿环境中极易腐烂且易燃,因此木质支护支架适用范围小,多用于地压有限的井巷里;而金属支架与木质支架性能相比优势多,稳定性好、坚固且不易燃,但是金属支架耐腐蚀性差,因此在容易出现酸性水源的巷道中是不适合的;钢筋混凝土支架兼具了木质支架和金属支架的优势,耐受性好且不易燃、不易腐蚀,服务年限长,多应用于无动压的煤矿巷道里。

(3)砌碹支护技术解析。砌碹支护技术适用于煤矿井巷工程上具有明显的优势,如耐用性好、兼具防火防水性能、通风的阻力也明显低于其他支护技术,且坚固性佳和材料来源范围广,成为煤矿工程中较为受欢迎的支护技术。针对于低压高且地质条件比较差的煤矿巷道或者没有其他支护材料辅助的巷道里则更适合采用石材支护的技术方式。

(4)锚喷支护技术解析。在煤矿工程中,锚喷支护技术是通过喷浆或喷射混凝土和锚杆支护进行联合支护的一种常见处理方式,也是在煤矿井巷施工中采用的将刚性转化为软性的科学合理的支护处理手段。若是岩体条件为块状的井巷,由于其周围的岩石整体性能差、岩石硬度好且岩块间往往会出现镶嵌的情况,这个时候则非常适用于锚喷支护技术,其目的在于锚喷支护技能能有效防止危险石块出现脱落,且可以确保巷道围岩整体的持久稳定性。

针对离层和弯张所产生的破坏,在煤矿工程中更适用于同层面且呈现垂直状态的锚杆将不同的岩石层合为一体,这样就可以构建出具备良好稳定性组合梁形式,从而达到提高抗弯的性能。而针对于软类岩层,由于软岩石硬度差,极易出现变形的情况,因此难以承受较大的重量和应力,一旦出现围岩变形甚至是明显破坏的情况,则可以采用网壳锚喷支护的技术来维持支护的良好效果,同时该支护技术还具备了调整的灵活性以及连续立体的支护性等诸多优势,从而发挥出更佳的支护处理效果。

3 结语

煤矿井巷的支护技术其科学性和适应性对其稳定性产生直接作用,合理采用支护技术将显著提升煤矿整体工程的安全性和实用性,煤矿井巷的使用寿命也将会大大延迟。应当在明确煤矿井巷承受主体压力和稳定性影响因素的基础之上选择与之相适宜的支护技术手段,目的就是能够全面激发煤矿井巷工程的整体性能,从而营造一个稳定性佳、安全性高和耐用性久的煤矿生产环境,为创造更多的社会与经济效益提供保障。

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