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煤矿掘进支护中常见的问题

2021-04-11刘耀宗

当代化工研究 2021年18期
关键词:巷道整体围岩

*刘耀宗

(山西煤炭运销集团蒲县昊锦塬煤业有限公司 山西 041206)

随着我国经济的发展以及社会的进步,煤炭已经成为国民经济发展的重要能源之一,并且也是我国能源结构中的重要组成部分。但是,煤矿开采属于高危行业,并且井下整体地质条件以及开采环境较为恶劣,就需要采取更加有效的掘进支护作业来推动煤矿巷道作业安全、平稳的运行。同时,煤矿巷道掘进支护技术也是当前煤矿安全生产的重要方式,对其中存在的问题进行分析,针对性采取措施进行解决,可以达到降低采掘工作危险系数的效果。

1.煤矿掘进支护的相关概述

在整体煤矿巷道掘进支护过程中,进行支撑煤矿巷道的主要作用在于为之后煤矿开采中工作人员的生命安全保驾护航。而掘进支护这一措施的主要原理是利用支护结构,也就是对煤矿巷道形成一个物理支撑的效果,从而确保煤矿开采中巷道具有相对稳定性,并且还可以通过增强巷道力学性能,以此来进一步防止垮塌以及冒顶事故等安全隐患发生。正因为如此,煤矿掘进支护就会具备良好的安全性和稳固性,从而为后续煤矿开采工作的顺利进行奠定良好基础,使煤矿巷道具备更加良好的安全性和稳定性。

除此之外,这一措施还可以对后续施工打下良好基础,也就是可以利用掘进支护技术来相应提升整体施工效率以及安全性,确保煤矿开采工作顺利完成。在煤矿生产过程中,确保安全性的一个重要手段就是进行煤矿掘进支护,因此在之后不断发展过程中也有了全新的突破。当前,煤矿掘进支护的手段主要包含锚喷支护以及锚网支护两种。而在实际煤矿掘进过程中,由于工作面会经过实际掘进,那么就很容易造成煤矿周围围岩的应力在外力作用下而发生变化,甚至还会导致周围围岩的内部应力产生变化,那么相应围岩内部的应力也会重新进行分布。在这种情况下,就容易造成掘进工作面的周围围岩出现变形情况,在之后掘进面工作时也会出现一定情况的塌方或者是坍塌的问题,就会给后续煤矿的生产工作产生一定影响。面对出现的这些现象,就需要采取更加科学、合理的措施来布置永久支护以及临时支护,从而对周边的围岩进行相应的临时支护,起到保护的效果,同时这种措施还可以起到提升煤矿掘进工作面安全性的效果。临时支护的建立主要是为了有效延缓煤矿掘进工作面在后续工作中出现变形和运动的情况,进行顶板管制还可以确保煤矿顶板不会出现滑落的情况,确保掘进工作面在施工中绝对安全性,避免出现各种安全问题。

不仅如此,在之后施工中还需要进行临时支护以及永久支护配合施工的效果,并且根据行高的标高、顶底板的实际情况以及相应掘进工作面的状况进行综合考虑,进而对临时支护的类型进行选择,确保整体煤矿掘进工作面的安全度达到相关要求。

2.煤矿掘进支护进行的重要意义

随着我国工业现代化的不断发展,矿山支护技术以及相应支护设备也得到了快速的升级。尤其是对于支护技术而言,主要是在采掘过程中确保顶板安全性而采取的措施,这不仅关系到煤矿工作整体的安全度和效率性,也可以推动煤矿开采整体机械化水平的提高。因此,这项技术在井下采掘生产中有着重要的地位。就当前我国煤矿企业的发展情况来说,确保煤矿生产中工作人员的安全性是首要问题,而且对掘进支护进行必要的资金投入以及建设也是关系安全生产的重要方面,对近些年来煤矿企业的整体发展有着积极的效果。在生产过程中,很多煤矿企业都以追求经济效益为目标,因此就会忽略安全防护的重要性,甚至还会出现矿难的情况。因此,就需要做好矿井的安全防护措施,避免产生其他安全隐患。而这一目标的实现主要是以做好矿井的安全防护为前提,之后就可以采取矿井支护技术预防安全隐患的发生。另外,在之后煤矿掘进过程中,也需要根据实际情况因地制宜选择更加合理的煤矿支护技术,减少井下矿井事故的发生率,同时这也是确保进行安全作业的重要手段。

3.当前煤矿掘进支护过程中存在的问题

(1)煤矿巷道存在安全隐患。在整个煤矿生产过程中,掘进支护是一项重要环节,主要是利用锚杆等工作来对煤矿巷道周围的岩石形成支护效果,从而确保巷道整体稳定性的提升。近些年来,我国煤矿掘进支护技术取得了较为快速的发展,安全性能也在不断提升。但是,就当前煤矿施工现状来说,掘进支护技术还存在较多的安全隐患。其中,较为典型的问题就是煤矿巷道已经逐渐从岩巷向煤巷道进行转变,这种情况有效降低了煤矿开采的难度,并且还提高了煤矿开采整体水平。这一问题会具体表现在煤矿巷道断面的转变上,主要由拱形变为安全系数更高的矩形,这不仅可以提高煤矿开采工人的挖掘效率,而且还可以提高断面的使用价值,从而确保巷道可以满足多功能的需求。但是,在转变过程中也出现了其他问题,主要体现在对支护材料要求更高这一点上,也就是说,有部分企业就会因为想要节约成本而使用一些质量中等的钢质材料,从而给煤矿巷道的安全性产生威胁,另外工人生命安全也会受到威胁。同时,这一安全系数的提升还会伴随着煤矿巷道的增加而相应增加,甚至还会出现成倍放大的现象。

(2)煤矿支护设备问题。另外,对于当前煤矿企业在具体掘进支护中所存在的问题来说,另一个主要表现在所使用的设备上,也就是支护设备质量问题会对煤矿掘进支护的安全性和稳定性产生影响。面对我国经济市场竞争的日益激烈,煤矿企业也需要利用更多的资金进行自身的发展建设。也就是说,在掘进支护中需要在选工具时重点关注强度和硬度。但是,当前很多工具的强度和硬度根本无法满足矿井内围岩结构支护的稳定性要求,因此就会增加发生安全事故的概率,这不仅会造成煤矿企业人力、物力以及财力的损失,甚至还会出现人员伤亡。

(3)机械化水平较低。由于不同环境以及条件的限制,在开采过程中煤矿企业巷道掘进就会采取悬臂掘进机进行工作,同时这也是主要的掘进设备。然而,在实际锚固作业过程中,大多是利用人工在井下空顶完成,那么在施工中就需要携带大量的钻机、扳手以及杠杆等工具,这不仅会影响到掘进的效率,甚至还会使得工人处在危险的环境中工作,工作人员的人身安全也无法得到保障,出现事故的几率会大大增加。因此,就需要提升整体开采的机械化水平,从而降低安全事故发生的概率。

4.针对我国煤矿掘进支护中存在的问题所采取的措施

(1)改进巷道支护方式。这一措施主要体现在以下几个方面:首先,需要根据巷道的具体性质来将传统岩巷掘进进方式转变为煤巷掘进方式,以此来提高煤矿的掘进效率,从而达到节省建井周期的效果;其次,还需要对传统巷道断面形状进行改变,从拱形转变为矩形,这不仅可以改善传统巷道空间以及掘进速度中存在的不足,甚至还可以进一步提高生产效率,同时还可以不断增大断面的面积,这一措施不仅可以达到增大开采强度的目的,还可以帮助一些大型开采设备在开采工作中安全、高效进行;再次,还需要进一步改进巷道的布置方式,也就是将传统的单项布置改为多项布置,确保井下煤矿运输过程中井下通风系统保持通畅性。

(2)吊环式前探梁加固。对于传统支护技术来说,很多情况都是缺乏前探梁而出现支架支撑不足的问题,因此整体稳定性较差,就会对工作人员的生命安全产生威胁。对这一问题进行分析和研究,可以通过在前探梁支架上增加三根吊环的方式来提高吊环的强度,并且还可以对整个支护工程形成校正效果,从而整体提高前探梁的稳定度。除此之外,还可以通过利用若干木楔以及方木的方式来对前探梁形成加固的效果,确保整体支护效果更加稳定。

(3)单体液压支柱顶梁支护在掘进支护过程中的应用。在具体巷道掘进施工过程中,还需要在巷道上方大约1m左右的地方增加铰接梁,主要是由单体液压支柱形成支撑,并且还会将单体液压支柱之间的距离进行相应的控制,大多集中在1.2m左右。那么,在之后进行放炮作业过程中,还需要用水平销进行加固,之后再利用单体液压进行支撑,从而对铰接梁进行固定,确保巷道整体具备较强的支撑力,也可以达到确保井下采矿工作人员生命安全的目标。

(4)强化煤矿掘进支护技术的联合使用。在具体煤矿掘进过程中,还需要进一步结合煤矿掘进工作面围岩的类型以及相应巷道所表现出的形态,来选择支护技术,并且确保整体的科学性。之后还需要在采取联合支护方式的过程中,重视周边围岩的安全性和稳定性。例如,当矩形断面进行支护过程中,就需要选择科学的锚杆支护以及锚索支护,并且还需要把锚杆插入到预先完成的围岩钻孔中,从而利用锚索对周围岩层结构形成上移的效果。在之后的工作过程中,还需要将锚索支护以及锚杆支护进行联合使用,从而确保整体掘进支护技术进行提升,避免出现其他安全隐患。大多数企业为了谋取利益都会在采矿过程中减少掘进支护措施这一方面的投入,因此就会给之后煤矿的安全生产带来一定的安全隐患,从而影响到煤矿开采的进程。

5.结束语

综上所述,煤炭作为我国重要的矿产资源,是我国国民经济发展的重要支柱。并且,在实际煤矿开采过程中,掘进工作面的支护情况也是影响开采效率的重要因素,并且是关系煤矿生产过程中安全性的关键环节。在这种情况下,就需要加强对煤矿掘进支护这一环节中的问题进行研究,从而明确煤矿掘进支护技术的使用条件,制定出更加科学、合理的应对方法,整体提高掘进支护质量和技术,也可以推动煤矿生产行业整体机械化水平提升,确保整个行业健康、稳定发展。

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