PDF下载
煤矿巷道掘进施工及顶板支护技术研究

瞿洪武

贵州省盘州市能源生产技术石桥指导站,553537

摘要: 煤矿开采工作环境复杂,地质条件恶劣,在具体的煤矿开采过程中,巷道掘进速度与支护技术应用不科学会造成一定的安全隐患,比如引发巷道坍塌以及其他的安全事故,煤矿生产企业想要确保巷道掘进施工速度,进一步提高巷道支护效果,需要进一步分析实际的煤矿所在区域的地质结构,才能有效提高施工的安全性和可靠性。文章主要介绍了目前煤矿巷道掘进施工中地质结构对工程的质量影响,并对有效的掘进施工手段和支护技术进行了探讨,仅供参考。
关键词: 煤矿;巷道掘进;施工要点;顶板;支护技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157109
基金资助:
文章地址:

前言:软岩是煤矿巷道施工中常见的岩体结构,此种岩石的主要特点是强度很低,孔隙度大[1]。同时,容易受到环境变化的影响产生风化现象,所以在具体的煤矿巷道掘进施工中,对支护技术的要求很高,采用常规的支护手段和技术很难取得良好的效果[3],所以巷道掘进支护是整个煤矿开采工作中的重点和难点[2]。随着我国煤矿开采行业的进步与发展,探讨如何提高巷道掘进施工效率和支护效果已经成为煤矿企业发展需要解决的重要问题。

1煤矿巷道变形分析

浅部的巷道围岩对巷道的温度有很大的影响,结合软岩的力学特征,我们对软岩巷道变形的特点进行了解,软岩巷道有着明显的蠕变性和时间效应,在软岩巷道变形初期,具有变形大和来压块的特点,所以导致支护结构的支撑力不足,并承受一定的巷道变形量。软岩巷道变形具有一定的空间效应,与一些坚硬的围岩结构相比,软岩结构对巷道的变形与稳定性具有直接的影响。同时,软岩巷道变形还具有一定的方向性,变形容易造成不同程度的顶板下沉,同时,巷道两帮会出现移近和底鼓的问题。软岩巷道具有很高的敏感性,很容易受到施工扰动的影响而发生围岩严重变形。

2煤矿巷道掘进施工要点

2.1合理的把控施工的时间点

以上我们分析了软岩巷道具有一定的时间性特点,所以巷道掘进施工把控施工时间点具有一定的必要性。围岩的自稳时间会随着时间的变化而发生改变,同时,围岩的暴露范围和暴露形状也会随着综合影响因素的干扰而发生强度的变化,此时的顶板在刚暴露阶段就会发生大规模的塌陷,基于此,需要技术人员在施工前综合考虑围岩的自稳时间,合理进行施工时间的安排。

2.2科学布置巷道的位置

煤矿生产工作人员应该对煤矿井下的地质条件进行综合的分析和了解,并在巷道布置上进行科学的规划,选择经济性与技术性最优的位置进行巷道布置,在具体的航道布置过程中,应该注重以下几点,首先,要明确巷道地质水文情况,进一步了解地质构造和地址特征,全面分析岩层结构和岩石性质,通过完善的技术调查和分析,为科学合理的选择巷道位置提供数据支持。其次,在巷道位置的选择上,应该尽量选择强度大、水文与地质构造简单的区域,明确巷道的走向,避免在断层平行带和小角度相交处进行巷道布置。最后,巷道位置的选择应该避免空间重叠和密集的问题,结合具体的工作环境和情况,明确施工顺序,确定施工方案。

2.3确定巷道断面

对巷道断面进行确定直接影响着巷道使用的稳定性和长久性。所以在巷道断面的选择上应该充分考虑地压的大小,并最终确定巷道方向,如果地压较小,可以选择直抢半圆巷道,地压偏大可以选择圆形巷道。

2.4选择合理的破岩方式

在软岩层中开展巷道掘进施工,需要对破岩方式进行合理的选择,破岩方式应该在不破坏和少破坏的原则基础上进行选择,如果选用钻眼放炮的方式进行破岩,则需要选用光面爆破技术,目的是保持围岩的承载性能不被破坏,另外,选用机械化破岩技术对围岩的完整性影响相对较小,也是未来值得推广的重要技术。

3煤矿巷道掘进顶板支护技术

3.1锚喷顶板支护技术

锚喷支护技术中应用具有伸缩功能的支架,具有很好的承载能力,同时,可以对支架的内部整体结构进行有效的调整和链接,支架的具体承载能力在最初设计时已经确定,后期的支架承载力在一定的范围内就能发挥其最大的支护效用。但是,工作人员应该注意防止后期项目出现变形和断裂的问题,需要结合实际的情况做好防范措施,时刻关注支架的承载力范围,一旦出现范围超标,则需要及时的进行制止和调整。

3.2锚杆支护技术

在煤矿巷道掘进施工中,锚杆支护技术是一种常见的技术之一。在煤矿生产过程中发挥着重要的作用,技术应用中主要包含钢带机组零件、杆体和托盘等结构,可以对巷道顶板进行有效的支护,金属托盘主要功能是有效的降低岩石裂缝潜藏的岩层脱落风险,而锚杆支护技术的优势在于可以对岩石中的落石进行及时的清除,改善巷道内的分散性结构,进一步提升煤矿巷道的生产质量,对确保煤矿快速掘进工作的稳定进行发挥着重要的作用。

3.3预留柱支护技术

预留柱顶板支护技术比较传统,应用范围很广,具有一定的实操经验,预留柱主要是指在一定的区间内,在上段与下段预留出一定的宽度孔隙,有效的避开了整个面积所产生的压力,减少了压力产生的荷载,这种技术操作简单,技术原理容易理解,对顶板结构具有良好的支护效果,但是这种技术的成本相对较高,维护工作存在很大的困难,需要结合其他支护技术进行综合利用,发挥技术的最大应用效果。

结论:通过以上关于煤矿巷道掘进施工的分析,我们总结了一些巷道顶板支护技术,煤矿巷道掘进施工与顶板支护是煤矿作业中的重点工作环节,要求技术人员时刻把握施工要点,结合具体的施工环境和地质情况,选择合理的顶板支护技术,提高煤矿作业的安全性和稳定性,促进煤矿生产企业的快速发展。

参考文献:

刘景州. 煤矿巷道掘进施工及顶板支护技术研究[J]. 缔客世界,2020,6(8):155-184.

赵柯. 煤矿巷道掘进施工及顶板支护技术研究[J]. 中国化工贸易,2019,11(9):185-187.

[3]李培青. 巷道掘进过陷落柱顶板支护技术及施工工艺研究[J]. 科技信息,2009(14):304-305.