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摘要:采矿工程施工过程中,安全永远是最要重要的;超前支护作为目前被广泛采用的方法,在保证采矿工程施工整个过程中具有关键性作用。本文分析了在掘进过程中、恢复中和残留矿体回采中的超前支护的形式、施工参数、注意事项,最终对超前支护法所产生的经济利益进行了简单的研究。整体来论,比较全面的分析了超前的合理运用,旨在为相关部门提供一定的参考。
关键词:采矿工程;超前支护;掘进过程;残留体回采;支护形式;施工参数
一、引言
采矿工程在运作过程中会遇到各种各样的地质条件,因此必须采取科学安全的支护手段来保证采矿工人的安全。超前支护作为有效减少工人所遇风险的防范措施被广泛应用于采矿工作中,例如巷道掘进作业、矿产回收等工程,降低了安全事故发生的可能性,保障了采矿工程的实施,在现实作业中具有很重要的意义。
二、研究背景和超前支护的形式
超前支护是保证
开挖工作面稳定而采取的超前支撑面开挖的一种辅助措施.主要用于稳定工作面以保证施工的顺利进行.该方法已经被运用于
.在我国的相关采矿工程已经发挥了巨大的作用,强大的促进了我国工业化的推进以及经济的飙升。超前支护有其固定的形式.其主要形式有以下三种,分别是:
(1)采用长度为3m到5m的超前钢管(也被称作锚杆),锚固工作面前上方岩体:
(2)采用固件长度大于5m的超前管棚(也就是采用较长的钢管、钢轨并结合钢支架)锚固工作面前上方岩体;
(3)采用注浆锚杆超前注浆方式.注入水泥浆等.胶结硬化破碎岩体,以期加固。
三、采矿工程中超前支护的应用
1.挖掘过程中的应用
由于某部分矿产量达不到预期,或者开采过程中无法找到矿石缝,导致矿石的产量和经济效益较低,在回采面开采结束后也需要回收矿产资源。由于矿道开采过程中的爆破和人为破坏,前方开采的破损程度各不相同,开采难度也会随着深入而增加,可能会造成大面积的塌方、瓦斯泄露事件,使开采人员难以按照预期计划进行施工。因此,为了施工队员的安全,分析组人员应准确地对矿山的位置分布和周围的环境进行科学准确的分析,最大限度的保障
开采工作的顺利实施。
2.巷道掘进中的应用
在施工过程中,随着开采位置的不断变化、开采程度不断深入,巷道的支护难度也在逐步递增。巷道经过多次爆破和人力或器械碾压作用下,承重能力大幅度下降。在巷道掘进的过程中,许多单位对安全预防工作做的并不到位,就目前采矿施工考察结果来看,小部分巷道因预防工作不理想,导致最终出现塌方的结果,造成了经济损失,如果发生在巷道施工后期,则会影响到工人的施工安全。针对巷道掘进的问题,如何提高掘进效率是解决的根本途径。在巷道内进行超前支护的保障措施,能有效降低塌方的可能性。保证巷道掘进的高效性需引入机械化临时支护方式,结合实际施工的情况下,可以采用悬臂型纵轴掘进机器,提高巷道的掘进效率。悬臂型纵轴掘进机结合超前支护形式形成了高效、安全的机载式临时支护装置,该装置可以有效的对施工巷道顶棚进行固定,为下一阶段的掘进提供技术支持,提高了掘进效率,节省了劳动力。
3.煤炭回采中的应用
作为采矿的重要流程之一,科学合理地进行矿产回采,能够有效的对首采中遗留下来的煤炭进行回收和利用,为企业带来不可估量的经济效益。但是,矿产回采所存在的安全问题极为严重,由于受到采动影响和人为破坏的原因,巷道上方岩体出现破碎现象,如何保障回采人员的安全已成为矿产回采的首要任务。所以,需要对进行矿产回采的矿区采用超前支护进行稳固,对采矿工作提供安全措施。大部分企业进行矿产回采采用长臂后退式,利用机器作业对矿石进行采集。比较常见的回采方式有以下两种:①沿着相邻采空区进行回采,对矿石的收集比较有利,但对施工来说,安全性大不如前,已经开采过的部分必然会受到损坏,回采过程中很大程度上在后续不断的压力下会导致坍塌。此种方式作业时,需保证 5m 左右的煤柱 [2];②沿着两个废弃矿场的连接柱进行回采施工,此方法虽然开采盲点较多,导致最终的经济收益达不到预期,但是该种方法与超前支护具有较高的结合性,使安全性大幅提升,被企业广泛使用。使用两个支架作为底部支撑,并且将左右两架合并为一组,两架之间的顶梁和底座通过千斤顶链进行连接,由前后两节组成,相互辅助,逐步前移进行作业。由此种形式具有牢固性高的优点,提高了超前支护的安全性,这种方法也节省空间,最大支撑高度在3.5m,宽度在 3m,开采人员的工作空间得到了扩大,有利于人员来回穿行和矿石的运输。同时,也有顶板完全封闭、支架两侧较宽、操作方便、利于人员移动和矿石运输等优点,可为企业减少一部分必要的劳动力和财力,被企业广泛应用。
4.石门揭煤中的应用
石门揭煤是指进行巷道掘进时,遇到煤层时,需要进行揭露煤层的过程,存在一定的困难性。在国内大部分的矿产开采过程中,安全事故主要就集中在石门揭煤阶段,是采矿工程的重要安全问题。石门揭煤会影响顶板的安全,严重的会导致掉顶的发生,引发连片煤层塌落,甚至会引发煤灰与瓦斯事故,给工程和开采技术人员带来安全隐患,严重影响施工的进行。为了避免因石门揭煤导致的安全事故,将超前支护应用在石门揭煤过程中,能有效地
降低施工风险,对工人的安全有所保障。针对超前支护在石门揭煤具体应用分析,工作人员应在见到矿产之前 2m 处打孔,每个孔之间相距 30cm,深度控制在 1.7m 左右,在每个孔中插入钢制管,根据其地理位置和矿产的相关特性,工作人员对钢管的长度、直径可进行适当的调节。例如在揭煤层时,煤段低吊顶情况比较严重,在 4m 左右,利用正常的架棚前探梁不能有效的控制超前吊顶。
四、超前支护创造的经济利益
超前支护这种保护开采面的方法已经被广泛运用到采矿工程的施工中.为采矿施工的安全提供了最有力的支持.确保无数工程项目得以顺利进行.为很多企业创造了大量的利益.使很多企业赚取了更多的利润.同时也增强工作人员与相关管理人员的激情和信心,具有无形的价值。由于目前采用该技术的企业不计其数.并且该技术被广泛运用到各个企业的各个项目中.因此无法具体的计算出该方法所创造的具体利润:但是可以肯定的是,该方法为很多企业的很多项目创造了不计其数的利润。采矿工程中的超前支护已经得到了业内相关专业人士的认可.并且被广泛运用到相关的项目中:即便如此.超前支护在某些细部中仍有需要改进或注意的地方(如本文的第三部分).相关部门和专业人员应该投身到超前支护的专业研究中.争取做出一定的成果.服务于我国工业化和城镇化。
五、结束语
采矿企业在为社会提供能源的同时,也推动了社会经济的发展,而作为采矿企业中的工人,安全永远应被排在首位。超前支护作为安全防护手段是施工的必要措施,企业必须在保证工人安全的前提下安排施工作业,并且充分认识到超前支护的重要性,重视超前支护技术的研究,降低支护手段的操作难度,最大限度的利用超前支护技术对施工提供保障。
参考文献
[1]高磊,等.矿山岩石力学(M】.北京:机械工业出版社,1987.
[2]王艳军 . 超前支护在采矿中的应用效果分析 [J]. 山东煤矿科技 ,2015,05:120.