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近距离煤层巷道掘进管控措施分析

2019-10-21苗伟

科技风 2019年14期
关键词:掘进采空区管控

苗伟

摘要:在实施采空区近距离煤层巷道掘进过程中,往往面临着较为复杂的作业环境,而且具有较大的施工难度,危险系数也较高,所以必须要对其掘进工作进行有效的管控,以确保掘进作业得以顺利进行。为此下文将对近距离煤层巷道掘进中有效的管控措施进行分析与探讨,希望能起到抛砖引玉的作用。

关键词:采空区;煤层巷道;掘进;管控;措施

一、科学确定巷道位置

在布置下层回采巷道时,需尽可能在采空区下使用内错布置方法,达到将上覆层煤柱的集中应力影响降低的目的。由于实际巷道掘进情况,巷道与采空区煤柱距离远近,其实际受到的压力情况也存在一定差别。因为上覆层煤柱在很大程度上影响到巷道的顶板应力分布,应力最为集中的部位在于煤柱正下方,与煤柱边缘相距越远的部位,其应力也会逐步变小直到为零,因此在對巷道位置布置时需要结合实际巷道地质条件与煤柱位置来进行。结合笔者实践经验可知,最佳的巷道布置位置为与煤柱距离10m的部位。

二、合理确定巷道支护方案

由于巷道掘进时往往会面临着较为复杂的地质条件,并结合实际情况来确定相应的支护方案,以确保其支护质量达标,以及作业人员的安全。第一,巷道在没有进入采空区时,其顶板压力不大,相对来说顶板完整程度较高。可以采取锚索、锚杆以及锚索梁来联合支护巷道。第二,在掘进到与上覆煤柱距离10m到巷道出采空区煤柱10m过程中,巷道顶板会有应力集中的情况出现,而普通巷道支护难以承受相应压力,所以需要对巷道支护进行强化。应当使用锚索、锚杆、锚索梁与架鹏联合支护的方式来进行。第三,当巷道进入采空区层间距较小的部位,一般的锚索梁与锚索联合支护方法难以发挥出其支护的目的,应该到采取架鹏与锚杆支护的方法来对顶板进行控制,将围岩的自承能力有效发挥出来。

三、瓦斯管控措施

在进行巷道掘进时。因为在顶板压力的影响下,还有每次探顶后的贯通孔,都会产生许多掘进巷道和采空区的连接通道,瓦斯能够通过其流入巷道当中,对工作人员安全以及生产安全产生严重威胁。所以必须要做好瓦斯管控工作。第一,完成探顶作业后,需要马上利用水泥来封堵探孔。第二,采取喷浆的方式来封堵巷道顶板,一般控制喷浆厚度达50mm,且喷浆滞后工作面在15m以内,以达到将顶板中细小的裂隙通道阻断的目的。第三,对于顶板存在较大裂隙或是破碎部位,则需要实施全断面喷浆。第四,加大监测与监控瓦斯的工作力度。每次探通采空区后,需要仔细检测探孔中的CO、CH4含量,同时做好相应记录,一旦出现数值异常情况则需要采取相应的处理措施。增加检查巷道内瓦斯含量的频率。同时还需要设置全面的安全监测监控系统,将CO、CH4传感器设置于巷道内,瓦斯检查员以及跟班干部需要随身佩戴CO、CH4便携仪。第五,需要在巷道内装设均压风门,以便于能够主动控制瓦斯侵入。其中需要根据掘进工作面和上覆采空区的压力差异来确定均压压力。

四、巷道顶板矿压管控

在进行近距离煤层巷道掘进时一个有效控制矿压的方法便是将顶网铺设在巷道顶部。使用金属菱形网可以良好的联系起锚索与锚杆,同时可以给顶板提供一个托护。通过利用金属菱形网的张力来牢固网住由于压力而出现破碎、断裂的岩层,避免出现顶板漏龙的情况。不仅如此,将锚索与锚杆联合支护的方式运用到顶部,可以将顶部岩层结合为一个“岩体梁”,从而实现岩层抗破坏能力的大幅提升,而这我是控制近距离煤层巷道掘进中的矿压中一项必不可少的工艺。

五、巷道侧压的管控方法

因为顶部采空区的动压会对煤体产生一个巨大的作用力,所以要想对巷道两侧压力进行全面把控,防止其出现变形与鼓出的情况具有较大难度。所以通常都是尽可能控制两侧煤体的变形与鼓出在规定范围当中,不对其使用造成影响。通常可以采用金属护网设置于巷道两侧的方式来实现。而且想要有效应对顶部采空区动压对煤体产生的庞大作用力,无法单纯依靠被控控制的方法来实现,可以采取加长锚固的圆钢锚杆来对煤体进行主动约束,来尽量对两侧煤体的变形与鼓出现象进行控制,确保其与实际生产需求相符。

六、巷道底压控制方法

因为受到采空区的庞大动压所影响,会导致巷道底部岩层出现向上鼓起的趋势。如若出现底鼓,则需要与实际情况相结合进行处理,如果变形不大,不会对巷道中设备的使用与运输产生影响时可以不进行处理。如若底鼓现象严重,则可使用支设带帽点柱的方式进行处理,以对顶板与底板进行控制。该种方式不但直接、简便而且还有效与可靠。此外,还可使用打地锚的方式进行处理,其具有较为显著的效果,不过作业复杂程度较高,通常不会轻易使用。

七、现场管控措施

各班要求安排专门的工作人员来对视力掘进巷道的顶板支护情况进行巡查,一旦出现问题需要立即将情况上报到上级干部组织处,同时详细汇报情况给当班人员。如若情况危急则需要马上通知作业人员进行安全撤离。开展锚杆支护施工过程中,如果出现顶底及两帮移近量大大增加、顶板有淋水情况或是淋水增加、底板底鼓严重、巷道不易成形、突发性片帮掉渣、围岩层(节)理发育、顶板来压预兆、钻眼速度异常等现象则需要马上停止作业,并采取有效的支护策略后才能开展作业。在作业现场的任一人员,只要发现存在不安全因素或是情况异常时都有权利拒绝违章作业并撤离现场。

总而言之,在采空区近距离煤层掘进过程中作业环境与条件较为复杂,且存在许多未知因素,这就要求相关工作人员能够采取有效的管控措施,尽可能提高巷道掘进的效率与质量。

参考文献:

[1]田宏伟.近距离煤层下层煤掘进巷道综合支护技术研究[J].能源与节能,2017(5):157159.

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