煤矿井下巷道掘进顶板支护技术张景阳

发表时间:2020/5/25   来源:《科学与技术》2020年第2期   作者:张景阳
[导读] 由于煤矿井下巷道掘进顶板支护工程难度大,
        摘要:由于煤矿井下巷道掘进顶板支护工程难度大,技术复杂,在实际的支护工作中会受到施工工艺和恶劣环境的影响。因此,如何保证工作过程的安全性,一直是工作人员较为关心的问题。现阶段比较常见的煤矿井下巷道顶板支护技术在实际使用过程中,不但能提高掘进的速度,还能为井下作业人员的安全提供保障,同时能促进煤矿企业稳定的发展,因此我们要让支护技术有效的应用到掘进工作当中。
        关键词:煤矿井下;巷道掘进;顶板支护技术
1 引言
        煤矿开采产业因为其独特的工作地点和工作环境而成为了高危产业,而巷道掘进作为煤矿开采中的一个重要的步骤也具有较大的风险。在煤矿井下巷道掘进过程中必须要采取科学有效的支护措施,防止出现冒顶等安全事故。当前,我国的大多数煤炭开采企业也意识到这一情况,开始重视相关工作。在对巷道进行掘进时,运用合理的巷道顶板支护技术可以有效提高巷道掘进工作的质量和效率,同时,保证了巷道掘进工作的安全稳定运行。
2 井下巷道掘进顶板支护技术的重要性
        井下作业时,应用井下巷道掘进顶板支护技术非常重要,具体来说,主要体现在以下几个方面:首先,通过该技术的应用,能够为巷道制作出性能良好的支护,加强对周边岩体进行支撑,避免岩体出现片帮、垮落等问题,对井下作业面提供保护,降低安全事故的出现,确保整个作业活动安全开展。其次,通过支护的构建,还可以对岩层进行保护,避免其出现下降、断裂等问题,使其依然是一个整体,不会对其强度造成干扰,也会在一定程度上对巷道提供保护。最后,还可以对井下作业支护情况进行评估,即井下作业时,是否出现冒顶问题,巷道是否出现移动等,为井下作业提供有效支持。
3 影响煤矿井下巷道掘进顶板支护技术稳定性的因素
        3.1 施工巷道地理位置
        地质条件是对巷道稳定性造成影响的重要决定原因之一,可能会造成巷道支护工作造成施工难度。围岩是巷道快速掘进的重要影响因素,它的存在能够对巷道起到很好的支护作用,可能会在巷道快速掘进过程中,因施工强度不断增大会造成其位移,并可能会导致巷道整体位置的形状改变和偏移,对施工安全造成威胁。若加上巷道所处位置与水源的位置相距较近,极可能会造成巷道的疏松和变软,并对掘进巷道的稳定性可能产生极大影响,且会造成开拓巷道的塌陷。巷道快速掘进工作中许多机械设备,工作时产生的震动、压力等都可能影响巷道的支护状况,造成整个施工地点的安全威胁问题。
        3.2 施工工艺
        对施工工艺进行把控是提高煤矿井下巷道掘进技术的一个重要保障,在当前我国的巷道掘进技术中经常使用的是掘锚一体掘进,这种掘进运用很普遍,效率也较高,能够较大程度提高巷道的掘进速度。但是如果工艺运用不合理就会给巷道支护顶板的稳定性带来影响,甚至造成巷道冒顶,对相关的工作人员的生命财产安全造成威胁,与此同时,导致煤矿企业的经济损失。在应用掘锚一体掘进工艺时,应当特别注意以下两个方面,首先在施工掘进过程中,要掌握好掘进的最大空顶距离,这对于掘锚一体掘进是十分重要的。另外,应当对顶板支护实施有效的合理化设计,保障煤矿井下巷道掘进顶板支护工作有序进行。
4 煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的优化措施
        4.1 做好施工前的准备工作
        在进行实际的煤矿巷道掘进工作之前,相关的技术人员应当对煤矿所在地进行详细的勘测,掌握地质运动特点,根据实际状况以及所在地围岩的承重能力设计、选择合理的顶板支护方式。

预测施工过程的重难点问题,并制定相关的应急方案,在进行方案设计的过程中,应当将施工的生命安全放在第一位,选择最优的施工模式。施工方案的初步设计完成之后,相关的设计和技术人员应当与施工人员共同探讨,改进和完善方案中出现的问题,确保方案的合理性,且确保在此方案下能够得到良好的施工效果和经济效益。设计工作人员应当对施工过程中应用到的机械设备和数量提早报备,提前检查完毕。施工人员在进行实际的施工过程中,应当严格安全施工方案进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作和煤矿开采工作。
        4.2 可缩性支架支护技术
        作为井下巷道当中的重要组成部分,支护可以看作为辅助项目,通过这一项目的辅助,提升井下作业的安全性,确保整个开采活动顺利进行。所以,在建设巷道支护时,应从多个角度出发,共同支护进行分析,如安全性、建造效率等,只有这样,建造出来的支护才会在实际当中发挥出最大的作用。通常来说,利用主动支护的方式,体现出高强支护技术的加固作用。当巷道周围的岩体受到较大应力,使其发生形变时,通过安装可缩性支架,应用其中所携带的应力,加强对外界应力的抵抗,防止巷道出现病变的问题,提升巷道的安全与稳定。对于该技术来说,主要原理为:通过支架的应力,抵消一些竖直的应力,确保竖直应力在岩体可承受范围内,为井下作业人员构建出良好的作业环境。
        4.3 预留煤柱
        预留煤柱工艺技术是一种巷道支护非常重要又传统的形式,耗费往往比较大,在巷道的上区属运输平巷下区属回风巷时,可以预先在上、下区段都留出一定较宽度的煤柱,做到确保回风平巷能够具备躲避支撑压力的峰值区域。预留煤柱的支护工艺形式相对比较简单,能利于通风排水,缺点是该支护技术的耗费能力比较大,煤柱损失过大会增加了巷道的维护难度。若煤柱的支撑压力输送到煤柱底部,肯定影响到临近巷道安全的稳定,并且还会对临近煤层开采安全造成一定的威胁,有可能产生冲击地压的安全隐患,为了保障掘进施工安全,尽量消除煤层冲击隐患,合理控制预留煤柱的宽度,加强煤柱设置管理。
        4.4 建立安全施工制度
        施工中,安全是一切工作顺利开展的前提,所有煤矿井下作业一定要树立安全第一的意识,在煤矿井下巷道掘进和支护过程中要制定相关的安全施工标准。同时,施工企业也要对施工人员进行安全教育,监管人员要起到监督管理的作用,确保支护技术安全的应用到巷道掘进中。另外,企业还要对施工人员的掘进顶板支护技术进行不定期的考核,设立奖惩制度,奖励成绩优异的员工,让员工在提高安全意识的同时加强对掘进中顶板支护技术的学习。
5 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。
参考文献:
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