煤矿井下巷道掘进顶板的支护技术
2020-02-23王保国
王保国
(山西潞安集团潞宁忻峪煤业有限公司,山西 忻州 036706)
引言
当前阶段我国的顶板支护技术已经越来越完善,有了顶板支护技术的保驾护航煤矿开采的安全性也有了很大的提升。
1 井下巷道掘进顶板支护技术概述
过去关于煤矿行业的安全事故遭到不少媒体的曝光,的确,煤矿开采环境复杂多变,其安全开采一直是令人头疼的事情。随着近些年来技术的发展,越来越多的先进技术被应用在煤矿行业中。其中,煤矿井下巷道掘进顶板支护技术就是重要应用技术之一。顶板支护技术的形式并没有局限于一种,当前主要有三种形式,包含预留煤柱支护技术、矿用支护型钢方式、可缩性支架支护方式。每种方式的特点不同,同时,技术的运用也会受到条件的制约。
2 煤矿井下巷道掘进顶板支护技术分析
2.1 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、拖板、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。拖板具有多个作用: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。拖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煤炭产量使得企业的效益也得到稳步增长。
2.2 可缩性支架支护
可缩性支架应用到实际的工作中时其实是指在整个收缩过程中展现的能力,也就是载荷能力,可缩性支架它本身就是金属支架的建造,所以载荷能力就表现在收缩过程中。但是正是因为它展现出来的是载荷能力,所以也会在不同程度上收到不同的因素的影响,比如支架整体的结构形式就会对支架载荷能力产生影响,除此之外连接件运行状况也会对支架载荷能力产生影响。对于不同的条件下的可缩性支架来说,都有其不同的极限承受力,这个可缩性支架的承受力就是整个支架在实际应用过程中的最大承载力。承载力如果超过了最大承载力就有可能会实际应用过程中导致塑性变形,如果出现了塑料变形就说明承载力极限到了,这是也是主要的依据。一般的支架的承载力和极限承载力会有一段距离,这段距离就可以让工作人员有一个估计值,可以根据这个情况计算可缩性支架的状态,在整个工作过程中都是依靠这个差距进行准确的判断并进行计算。想要可缩性支架的状态变得越来越好就要不断的跟着差值进行减小,这样才可以越来越好。这也就可以看出来,保证极限载荷能力和实际载荷能力数值的接近可以对支架起到良好的作用,如果两个数值之间无限接近就可以使得可缩性支架充分的保持好的状态。
2.3 矿用型钢支护
煤矿井下巷道掘进的重要支护形式是矿用支护型钢,具体使用时,这种支护形式在圆形、椭圆形和半圆拱形巷道较为适用,能够提供足够的支护能力,采煤作业能够安全进行。支护型钢本身的抗压能力和抗拉能力比较强,使整体性和安全性大大提高。在具体实施过程中,需要对抗弯截面模量进行确定,这样就能够稳定支护结构良好的荷载能力,减少了许多不利影响。几何形状的影响能够降低支护结构的可伸缩性,为了支护结构最佳受力,严格控制触面面积和提高触面平稳是必要的[1]。
3 煤矿井下巷道掘进顶板支护缺乏稳固性的原因
3.1 煤矿井下的地质环境恶劣
影响煤矿进行巷道的顶板支护有效发挥作用的因素之一是煤矿井下的地质环境条件。煤矿节理及层理的发育情况和巷道的围岩褶曲结构特点对煤矿井下顶板支护有着密切关联。如果煤矿井下地质环境良好,就不需要放太多的支架于巷道内,也就可以提高采煤的工作效率。但是煤矿井下的地质环境恶劣就会使用更好地顶板支架,也就造成了采煤工作效率地下的速度。因为煤矿井下地质环境较为恶劣,经常会发生煤矿井下顶板坍塌的现象,严重威胁了施工人员的生命安全,还不利于施工工作的有序开展。
3.2 施工工艺因素分析
工艺的合理使用能够大大加固巷道的稳定性,相反,如果工艺应用不合理,那么对于巷道支护顶板就是一种损害。施工工艺中要严格把握技术使用的稳定性,使其性能发挥良好。举个例子,在巷道掘进时候钻爆掘进应用较为普遍,钻爆掘进的效率很高,能在极短的时间内完成所需的工作量。但是,在该项工艺的使用过程中,还是要注意指标的达标。炸药的剂量以及所放位置是影响钻爆掘进效果的重要因素稍有不慎,可能会造成经济利益的受损以及工作人员的伤亡。
4 煤矿井下巷道掘进顶板支护技术应用措施
4.1 提高井下巷道顶板的承受力
想要提高井下巷道顶板的承受能力要做好基础工作,要对井下巷道的地理环境进行分析检测,以便选择合适的顶板支护,选好顶板支护就要制定安全保障方案。进行设计方案时要注意使用的是什么支护模式,以便进行调整,对井下巷道的顶板支护技术设计时,不仅要要了解顶板支护模式,同时还要清晰施工材料的数量以及临时顶板支护建设方案,必须严格按照相关规定进行控制,严格的进行数量控制。更好的进行工作流程设计。设计好之后要严格遵守,工作过程必须认真落实,严格的规定可以更加有效的提高工作质量。
4.2 落实施工质量的监管工作
接下来就是质量问题,质量是整个工作过程中必须要有保障的一点,煤矿开采企业必须保证煤矿开采工程的质量,所以管理人员也必须对相关工作人员进行严格的监管,要切实可行的进行监管。监管工作还要结合相关工作规定对煤矿井下巷道掘进工作进行检测,监管部门还要对煤矿开采地区做好研究。对于定好的顶板支护的操作程序采取严格的管理分配,进一步进行支护技术的强化和规范,从而达到健全质量监管的体制。监管部门对相关工作人员的监管必须要严格遵守规定,充分发挥本职工作。
4.3 不断更新新技术、新工艺
保证工作质量的同时还要不断进步,不断开创进的技术,所以工作人员要具备创新意识和创新能力。不进步就意味着落后,发展可以使工作效率大大提高。
结束语
煤矿施工中,做好煤矿井下巷道掘进支护工作十分关键,煤矿开采地质复杂,施工环境恶劣等因素加大了支护工作的施工难度。因此,在施工中我们要提前作好施工准备,积极作好岩石层的调查工作,制定相应的支护方案。结合实际情况来看,应用好煤矿巷道掘进顶板支护技术可以提高工程的开采质量和提升工程进度。因此,施工企业还要培养更多掌握顶板支护技术的人员,从多方面保证支护工作稳定运行。