APP下载

复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术研究

2020-02-28张亚强

经济技术协作信息 2020年24期
关键词:断层矿井巷道

◎张亚强

引言:当地质条件较为复杂时,地质状况会欠缺一定稳定性,也会存在一定异常地带,为采煤工作提出了更高的安全要求,考验着现有的采煤技术。要克服复杂地质条件对采煤工作安全性带来的影响,掘进支护技术的应用便十分重要,因此该项技术值得煤矿工作者深入探究,以此为煤矿的安全作业打好技术基础,促进采煤工作的顺利开展。

一、复杂地质条件下的煤矿采煤难点

地质运动会带来地下岩层的破坏,而各类岩层间会存在节理发育、围岩破碎等问题。上述问题的存在,会为煤矿开采带来更大难度,加深采煤环节的压力,也会导致煤矿裂缝数量的增加,加大顶板山墙压力。此外,部分巷道所用支护体为开放式结构,当巷道顶帮的压力增长时,巷道底板围岩会承受更为集中的压力,影响采煤安全性。以下分析在地质条件复杂时,煤矿采煤会遇到的工作难点。

(一)巷道挖掘困难

在复杂地质条件中,矿井周边围岩构造会被破坏,进而降低围岩强度,最终矿压力会对采煤工作带来影响[1]。因此在地质条件复杂时,巷道要形成固定形状则较为困难,且巷道成型后也易形变,受压力因素影响,巷道边围岩结构会导致巷道周边板块被压缩,此时巷道内支护技术的使用也有难度,没有支护技术的参与,采煤安全性便会受到影响,该类状况会导致巷道挖掘的效率、安全性受到较大影响。

(二)地质因素

煤矿开采一般由浅至深,由外到内,该类过程会导致煤矿开采技术的应用受到影响[2]。例如当开采深度更大时,其地质条件也在同步发生变化,而当下层地质被破坏时,上层地层也会受到影响,拱状围岩的承载压力也会逐步增大,若无有效措施对其及时解决,便会引发整体的结构变形问题。

(三)半煤巷矿区安全

复杂的地质条件,会导致巷道周边存在大面积断层,且巷道坡度、巷道起伏变化同时也较大,在巷道的挖掘及掘进环节中,会对掘进技术提出更高要求,对设备、支护技术等的要求也会变高。此外,为保障半煤巷掘进的顺利,还需同时确保施工环节的安全性。

二、复杂地质条件下的煤矿采煤掘进支护技术

在矿井条件更为复杂时,其内部存在较大压力,若长期未对矿井开展维护工作,则会导致较大面积断层的出现,进而带来一定的安全隐患,增加煤矿开采的难度[3]。在此状况下,便需合理选择掘进支护技术,以该技术的应用,为煤矿开采的顺利开展提供基础。而在不同地质条件下,所适用的掘进支护技术也会存在一定差异,以下分析几类不同的掘进支护技术,并分析掘进支护应用需注意的重点问题。

(一)软岩巷道支护

当煤矿有着更多断层,尤其当岩石是岩浆岩时,因该类岩浆岩具备的遇水易膨胀特性影响,其中会夹杂更多泥岩,其硬度系数较差。在对该类巷道施工时,为避免巷道后续因承受压力的过大而变型,则应利用联合支护方法,该支护方法中涵盖喷浆、双层网片及U 型的可伸缩金属支架。在U 型支架的使用中,各架间距应保持为1 米,并以联锁进行闭合。为避免环向受压,可在U 型支架、岩体两者间进行双层金属网片的铺设。此外,两帮及顶应利用喷浆法,因底板会存有裂隙,为避免底鼓,则底板要利用打地坪形式,使其共同承载压力。这一联合支护的方法,实现了对U型支架具备的高阻可缩、结构简单等优势的充分发挥,以小孔径且高强度的预应力锚索,对支护围岩的相互作用管理进行改善,使其能和软岩巷道具备的特征即高应力大变形相适应,达成联合支护体的共同承载目标。

(二)掘进支护方法

在分析当下的煤矿采煤矿井状况后可知,在地质条件较为复杂时,巷道掘进支护技术的应用要重视锚网的应用,使其成为支护主体。此外,还应结合实际状况,利用退后卧底法、直接坡顶法等方式,完成针对性的支护,以下对其进行详细解析。首先是退后卧底法。该掘进方式的应用要视实际的矿井条件,当煤矿顶板结构更为完整且稳定,且煤矿周边断层结构的落差在两米五以内时,则可选择该类方式,然后利用锚网支护法支撑保护巷道。在具体的施工环节中,掘进机器应保障在退后状态内,而卧底要在前进状态内,该方式的应用,能促使巷道地位高度、稳定程度满足需求。而在本技术的合理应用下,会受断层影响的巷道其顶板会具备更高完整性,并将围岩稳定程度提升,因此该技术的应用,能保障作业的更强安全性。

其次是直接破顶法。该方式即利用掘进设备,破碎巷道顶部围岩,因巷道周边围岩会导致断层结构受到破坏,则破碎围岩后,巷道顶部则会留有相对更为稳定的结构,此后再以锚网索完成巷道的支护。在当下的煤矿开采中,该技术一般应用于坡度更大,而岩石坡度更小的条件中。

(三)掘进支护要点

在掘进支护的应用中,其关键点在于对截齿、综掘机的选择。在综掘机的选择中,施工人员要考虑切割强度、切割功率以及设备的运行效率,以此了解设备是否满足作业的实际需求。在选择截齿时,施工者应重点考虑截齿具备的耐磨性,当截齿具备更高耐磨性时,则其使用寿命会更高,不仅能保障掘进支护的应用稳定性,也能保障安全性。

结束语:结合以上,在地质条件较为复杂时,煤矿开采会面临的问题多种多样,因此对作业安全的要求较高,对不同应用技术的要求也较高。在煤矿开采中,只有掌握影响作业安全的不同因素,才能让掘进支护往更为复杂地质条件下的开采作业中进行应用,提高采煤工作的安全性。此外,因地质条件的不同影响,则对不同技术的选择也较为重要,在煤矿开采环节中,煤矿人员要对不同技术合理选择,结合采煤的实际地质条件,以此在保障矿井开采安全性的同时,保障采煤工作的效率性。

猜你喜欢

断层矿井巷道
如何跨越假分数的思维断层
嘛甸油田喇北西块一区断层修正研究
高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术
X油田断裂系统演化及低序级断层刻画研究
基于FLAC3D的巷道分步开挖支护稳定性模拟研究
坚硬岩石巷道中深孔爆破技术的应用
以机器人研发应用引领矿井“四化”建设
建立三大长效机制 保障矿井长治久安
浅谈锚网支护技术在深部返修巷道中的应用
高瓦斯矿井防治瓦斯异常涌出措施的应用