论煤矿掘进巷道支护设计问题

2020-12-08 02:59严雷
科学导报·学术 2020年89期

严雷

【摘 要】在进一步分析煤矿掘进巷道支护相关参数的基础上,结合自身从事煤矿巷道支护工作的实践经验,探讨了当前的煤矿掘进巷道支护方式,最后提出了煤矿掘进巷道支护中的问题和解决对策,希望对全面开展高质量的煤矿掘进巷道支护工作有所帮助。

【关键词】煤矿掘进,巷道支护,支护方案,支护设计

在现代化矿井生产的实践环节,巷道掘进受到诸多方面的影响因素,如不加以重视,则会造成顶板的破碎等方面的问题,直接影响到施工质量。在开展巷道设计的实践中,应从实际出发落实具体的合理化方式,优化相应参考数据,全面重视施工中存在的安全隐患。一般来说,在支护设计的实践中,应明确落实支护参数、工艺水平以及施工方式的优化,全面保障顺利开展煤矿掘进巷道安全施工,全方位重视加强巷道顶板支护工作的质量工作,并能明确分析支护环节中存在的问题,切实提升煤矿掘进巷道支护设计水平。

1 煤矿掘进巷道支护相关参数分析

1.1 断面形状

考虑到煤矿巷道断面存在着不同的形状,意味着承压能力的差异化。总体来说,相比于矩形、梯形的巷道,拱形巷道往往具有更强的承压性,但容易出现顶板破碎的问题,维护成本较高,也不利于后期的采掘作业。应结合实际工况要求,合理化支护方式及巷道形态,全面监控作业活动,以保障高效且安全的巷道掘进施工。

1.2 巷道支护参数

考虑到巷道掘进环节中的支护参数优化,一定要从实际的地质勘查入手,保障满足于安全支护巷道的要求。从地质勘察数据出发,实现支护参数优化,明确落实有效的支护方案,保障巷道设计符合实际,落实巷道安全。

1.3 支护时间

考虑到支护时间方面的选择情况,特别是受到各个方向的力作用下,会造成存在着巷道围岩变形的情况,如不重视支护问题,则会造成顶板破坏加剧的问题,存在着一系列的施工安全隐患问题。在完成巷道掘进的基础上,如存在着应力超限问题,应落实有效维护措施。应加强落实巷道支护补救工作到位,明确保障巷道支护有效性。

2 煤矿掘进巷道支护方式选择

2.1 棚式支护方式

这种方式主要涉及到钢筋混凝土钢架机构棚式、金属支架结构棚式、混凝土结构棚式等类型,应用时间较早。其中,混凝土结构棚式往往不符合时代发展的要求,在安全性方面难以保障。金属支架结构棚式具有良好的操作性,体现出较好的柔韧性及刚性,适用性较好,但由于造价成本过高,不太适用于较为复杂的工况中。

2.2 砌碹支护方式

此种方式具有较强的应用实践效果,涉及到钢筋混凝土、混凝土砌块支护和混凝土支护等方面的内容,主要为被动支护的方式,总体的成本、工程量及施工强度较高,从应用角度来看,主要涉及到特殊巷道。

2.3 锚喷支护方式

这种方式应用在巷道掘进的实践中,大都是利用锚索及锚杆进行深入围岩的方式,旨在全面提升围岩强度,保障顶板结构的稳定性,以尽可能不出现围岩变形问题。

2.4 注浆加固支护方式

考虑到地质构造应力的影响,在具体的巷道掘进作业环节,由于存在围岩裂隙或松动的情况,则应选择高压注浆泵的方式来注入浆料,保障实现围岩强度和胶结力度的全面提升,满足围岩应力均衡要求,能满足围岩承载力的要求,实现预期的支护效果。

2.5 单体液压支护结合铰接顶梁支护技术

考虑到铰接顶梁材料的特点,能有效解决以往存在着严重变形的问题。一般来说,合理化柱子安装,明确支柱间距以便全面提升支柱支撑效力。一般来说,单体液压支柱的间距控制在一米范围,应明确落实具体的固定管理工作,能保障围岩的抗裂性、稳定性全面提升,具有良好的发展前景。考虑到钢筋材料的成本较低,其在诸多场合具有较为广泛的应用。

2.6 复合支护方式

采用复合支付方式,能解决传统单一化支护的弊端,从支护工况出发,优化支护模式,体现支护优势,保障圍岩稳定性全面提升。当前,主要在实践中应用锚杆+锚索吊棚联合支护方式,能起到良好的实践效果。但这种复合方式施工难度较大,且整体造价偏高。如果不重视加强支护施工中沟通交流,则会造成支护效果大打折扣。在一定情况下,可以选择液压柱实现支护加强,保障巷道的稳定性要求。

3 煤矿掘进巷道支护中的问题和解决对策

在具体的巷道掘进环节中,应落实加强地质勘察管理,保障支护参数优化,明确落实具体的支护方式,有效解决支护中存在的缺陷,实现预期的巷道掘进的施工目标。从实践中来看,主要是由于存在着压力干扰问题,造成巷道围岩稳定性及胶结力变差的情况,则会造成巷道围岩破碎问题更加突出,容易存在着一系列的变形情况。单一的支护方式难以奏效,应结合实际来优化选择相应的支护方式。

在具体的巷道掘进作业前,应明确加强开展高质量的地质勘查工作,弄清楚围岩应力变化特点,保障巷道断面形状的优化设计,实现巷道围岩应力得到全面优化,尽可能全面控制围岩变形率。在全面考虑到掘进巷道支护中存在的实际问题,从矿山地质数据综合分析,明确巷道支护的优化方案,保障能有效约束巷道表面应力。通过必要的支护措施,在全面加强围岩承载力的基础上,避免造成破碎带的纵深方向发展,落实围岩的稳定性要求。通过复合支护方式,落实围岩表面光滑的基础上,重点进行应力集中问题予以消除,实现预期的支护效果。结合实际需求,全面落实新技术、新工艺,全面优化巷道支护技术,推动煤矿巷道掘进的健康稳定发展。

4 结束语

由此可见,在具体的煤矿开采实践环节,如果不重视巷道支护各方面的工作,不仅影响到煤矿生产的整体效率,还会引发一系列的安全事故问题。在全面推动煤矿开采技术的过程中,随着全面增加煤矿开采深度,我们应重点考虑到巷道掘进的各方面影响因素,从而明确符合实际的科学合理的支护方案,全面保障巷道支护的安全性要求。

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