王言波
摘 要 社會高速發(fā)展的巨大弊端就是給資源環(huán)境帶來了巨大的壓力,為了滿足經(jīng)濟發(fā)展所需的資源條件,我國當前煤炭資源的開采在不斷加強,開采量日益增多,開采量增大就引起一系列連鎖反應。煤礦開采的深度是有一個安全深度的,當開采的深度超過這個安全的深度,巖石將會不斷升溫、地底的壓力也在不斷增強,這些情況都會使礦井受到巨大的影響,能夠使煤礦深井開采時的礦壓產(chǎn)生大幅變化,造成很大的安全隱患。因此礦壓顯現(xiàn)的規(guī)律是人們探究的一個重要方向,在明白礦壓的顯現(xiàn)規(guī)律后,據(jù)此對其進行控制,防患煤礦深井開采時的安全問題。
關鍵詞 煤礦深井開采 礦壓 顯現(xiàn)規(guī)律 控制
中圖分類號:TD31 文獻標識碼:A
1開采工作面的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律分析
在煤礦深井開采的過程中,在礦井地下的巖石受到了人為開采活動帶來的影響,導致其周圍巖體所受的應力重新分布。在煤礦開采的工作面和巷道支護物上,重新分布后的應力產(chǎn)生了新的作用,從而使圍巖產(chǎn)生了變形位移、支架斷裂等重大問題。這些問題就是煤礦深井中的礦壓顯現(xiàn)情況。煤礦開采工程中地質、巖層、采煤方法、工作面的尺寸及煤礦開采的時間等,都極大的影響著綜放工作面上方三帶變化的高度。煤礦深井開采的過程中,破壞原來巖層的應力平衡,導致綜放工作面承載了超前的礦壓變化。
在綜放工作面的產(chǎn)生周期過程中承載壓力,若所承受的壓力載荷超出了支護結構的壓力承受能力,就會產(chǎn)生支護結構的嚴重破壞。比較常規(guī)的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律揭示了垮落帶的成型方式,即煤礦頂部的分巖層直接垮落成型。而巖層垮落的高度通常是煤礦開采高度的三到五倍,穩(wěn)壓區(qū)的巖層巖體發(fā)生了碎裂現(xiàn)象,膨脹系數(shù)較大。在基本頂?shù)南虏浚瑤r層中巖體的斷裂碎落導致了裂隙帶的初步形成。開采高度的八至十倍即為裂隙帶的高度,在裂隙帶中,巖體的排列方式十分整齊,膨脹系數(shù)比較小。而彎曲下沉帶的形成源自于為位移量很小的基本頂上層巖體,這一巖石帶的特性有利于其維持巖層的完好無損,并且這一巖石帶承擔著承載上部巖層的重力的重大使命。減壓區(qū)、增壓區(qū)、穩(wěn)壓區(qū)等三個區(qū)域一般會在綜放工作面進行回采過程的前后出現(xiàn),其根本原因是力的變化。
2深井巷道圍巖變形控制技術
2.1高強高預緊力讓壓錨桿
技術要跟的上時代的腳步就要不斷創(chuàng)新解決現(xiàn)有難題。在普通錨桿不能適應現(xiàn)在煤礦深井開采的工作活動的情況下,更為科學的高強高預緊力讓壓錨桿在原有錨桿的基礎上創(chuàng)新并脫穎而出,替代其作用,更好的為開采提供便利。新型的錨桿解決了普通錨桿強度不足和預緊力不足的重大問題。通過錨桿的頭部進入到巖層中,在巖體內(nèi)部施力對預緊力的提升是巨大的。與此同時,對非連續(xù)性變形過程中巷道緩慢的情況帶來了很大的改善,能夠更好的對錨固區(qū)中不均勻分布的載荷進行有效的平衡,抑制了巷道抗壓能力的嚴重下降。巷道若想在支護很難的時候到更高的強度和剛度,則必須要有更高的預緊力作為保障。同時還能夠較好的固定住錨固巖層中的非線性變形。
2.2高強預應力注漿錨索
安全生產(chǎn)的保障,應對深井開采中出現(xiàn)的變形問題,普通錨桿的功效顯然已經(jīng)不足,高強度預應力注漿錨索的出現(xiàn)解決了很多開采過程中困擾工程人員的難題。通過預應力的作用,錨頭鉆打穿巖體后進入其中,在鋼絲外將硬塑骨架固定錨索的形狀進行小心的固定,同時應該將一根六厘米的注漿管打通到巖層的巖體后部,通過注入漿體材料的性質增大摩擦,能夠更為有效的控制很多破碎巖體的變形過程。
2.3注漿錨桿加固圍巖技術
對于礦壓的控制操作,錨桿是必不可少的,巷道圍巖支護也是其一大重要步驟,在這一環(huán)節(jié)中,錨桿的投入使用可以很好的控制巷道的離層、滑動和開裂等問題。但是這也有一定的局限性,例如無法對巖體及內(nèi)部的裂痕進行改善。注漿錨桿就是通過孔隙將漿體進行注入,然后漿液對破碎的巖石有膠結的作用,并以此來加強巖層對力的承受能力。并且通過注漿的錨桿能夠更好的保持穩(wěn)定性和整體性。
2.4底板錨桿施工技術
在較為深的內(nèi)部構造中,應力條件復雜、地心應力過大,巷道的兩邊應力也相應增大,構造支護結構十分困難。圍巖體的整體性致使底板的兩角有很強大的擠壓作用,底板中部發(fā)生變形。為了從根本上解決支護不足和支護不完整的嚴重問題,不僅僅要對將圍巖置于支護結構之中,巷道底板也是很需要控制的重要部位。
3結語
對于深井巷道的變形控制,科研工作者們依然在不斷的改善中探究新的可信性,不局限于一種思路,將更多的可能性帶到煤礦深井開采的礦壓控制工作中,為更多的煤礦開采工人減小安全隱患,為煤礦事業(yè)的發(fā)展提供更多保障。
參考文獻
[1] 劉智理.耿村煤礦12200綜放面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律探析[J].中州煤炭,2013(03).
[2] 李永明,喬元棟,徐青云.不同基巖厚度綜放上限開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律[J].山西大同大學學報(自然科學版),2013(03).
[3] 趙磊.厚煤層綜采放頂煤工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律分析[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2013(05).