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矿山掘进支护技术分析与总结

2018-01-30王智会

世界有色金属 2018年20期
关键词:软岩采空区矿井

王智会

(华电煤业甘肃万胜矿业有限公司,甘肃 庆阳 745700)

矿产资源是社会经济生产中不可缺少的主要资源,开采技术的提高和深度的增加对开采工作提出了更高的要求,矿井的开采深度以10m/年的速度增加,但在目前的开采过程中仍然存在支护困难等问题,开采过程中部分矿井的采空区围岩破碎问题时有发生,影响采空区的稳定和安全,严重威胁井下作业人员的生命安全,而目前我国传统的支护技术无法满足逐渐加深的开采要求,尤其在顶板支护技术条件差和资源赋存倾角大的矿井,开采的矿产资源无法达到要求的标准,因此为提高采空区的安全作业,加强对采空区和掘进过程中的支护技术研究,配套安全的矿井支护措施,通过对复杂地质条件下巷道支护技术的分析研究,采取科学合理的支护技术预防矿井出现坍塌等问题,保障矿山开采的顺利进行。

1 矿山开采的基本情况介绍及常见问题

(1)随着矿山开采深度的增加,对周围的地质结构产生一定的破坏,特别是在地质条件复杂的情况下,顶板的围岩受高应力影响逐渐松软变形,往往会发生顶板岩石破碎等问题,加剧了巷道变形严重的问题,这就要求矿山企业在进行掘进工作过程中需要对边修边掘,如此一来增加了工作量的同时严重影响生产效率。

矿山企业为保障矿产资源的安全和质量达标,对支护提出较高的要求,在回采过程中,出现大范围的采空区,在无法采用充填方式进行支护的条件下,需要根据顶板的具体情况及破碎程度选择合理的支护手段,根据现场的支护实验,加强顶板围岩的应力,但在实际操作过程中,采空区工作随着时间的推移,增加了顶板的应力,容易导致整个支护系统的瘫痪,采空区恶劣的地质环境容易损害支护设备,失去原有的支护效果,因此通过合理的支护手段弥补传统支护技术的缺陷,通过实验证明,联合支护手段可以弥补传统支护的弱点,减少施工过程中对支护设备的损耗。

(2)矿山企业开采工作是一项重要的工作,需要技术和设备的相互配合完成作业,但多数企业在开采过程中忽视对支护和掘进设备的定期维护,尽管面对逐渐扩大的开采面积,企业的开采支护技术仍然没有得到及时更新,部分企业仍存在掘进和支护设备落后的情况,无法达到预期的支护效果。

2 巷道支护方式的选择及主要措施

(1)巷道支护技术的基础是所选择的技术能否有效控制围岩的变形或位移,锚杆技术在围岩受损时可以采用锚固技术支撑,降低锚固力的问题从而达到提高自身承载能力的问题,在发生较大变形之前可以充分发挥巷道顶板的支护能力,采用新奥法可以解决多种支护困难的问题,但我国传统的支护技术无法满足掘进支护的要求,因此越来越多的新型支护技术广泛应用于企业开采中。

(2)锚索支护技术。矿山的掘进工作,在复杂地质条件下的支护技术多为软岩的巷道支护技术,软岩是一种变形严重且稳定性差的岩石,容易出现风化或松脆的情况,在开采过程中遇到软岩巷道需要加强对软岩巷道的支护,国际上多数国家对巷道的支护技术提出很多方式,但不能从根本解决高应力下软岩的巷道支护问题,而目前我国采用的锚索支护技术,主要针对软岩巷道,可以更好的控制围岩,提高围岩的稳定性。

(3)锚杆支护和锚注支护技术。掘进过程中围岩的主要类型是软岩,针对软岩支护困难的问题,可以采用高强度的锚杆支护技术,防止围岩的变形,加强锚端头,全锚固定后的股定力会维持很长时间的稳定状态,有效的控制围岩的变形情况,锚杆支护技术具有经济实用、成本较低的有点,根据软岩变形程度提供相应的支护强度,但受高应力影响锚杆支护技术仍然存在一定的局限性,通过改善锚杆的强度,控制围岩发生断裂的情况,预防软岩的进一步拉伸或变形。

在锚杆支护技术中并非所有的支护都是主动的,锚杆支护时主动支护的一种类型,通过支护体的安全顺序可以区分主动和被动支护;锚杆支护技术通过对锚杆事假应力,提高围岩自身的承载能力,达到支护的效果;锚注技术采用注浆方式提高围岩的承载力,有效提高围岩自身的强度和防止围岩受水的侵蚀。

(4)U型钢支护技术。掘进过程中的巷道受高应力影响发生变形,通过加装金属支架抵抗高应力的影响,U型钢技术要求金属支架具有很强的伸缩性,随时抵抗高应力的影响,充分发挥支护作用,在围岩发生变形后可以起到很好的支护作用,但无法围岩变形前提前支护。

(5)联合支护。联合支护技术是一种组合型的支护技术,是将多种技术组合在一起,在巷道处于支护困难的情况时,联合支护技术通过从外改变围岩的承载能力,控制围岩的位移和变形,加强围岩自身内部的强度,提高承载能力,联合支护技术既可以有效发挥U型钢的可伸缩又可以改善受高应力引起的围岩变形,从而达到联合支护的目的。

3 结语

开采深度的增加,不同的地质环境巷道掘进的支护技术也各不相同,根据实际情况合理的选择支护技术是矿山开采的技术关键,在提高产量的同时,加强对支护设备的维护和检查,将安全生产放在第一位,运用先进的支护技术,选择科学合理的支护技术和材料,充分发挥支护的承载作用,有效解决掘进过程中支护困难的问题,减少矿井的作业风险,为企业创造更多的收益。

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