張召鋒
摘要:在采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩(wěn)定與支護是煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,是確保整個工程能夠順利、安全進行的重要因素。為確保開采流程的順利進行,必須采用對應的支護對策,對安全隱患進行科學控制,從而確保整體工程能夠順利進行,為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益?;诖?,本文主要介紹了煤礦巷道支護技術(shù)。
關(guān)鍵詞:采礦工程;煤礦深部;圍巖穩(wěn)定與支護;對策
隨著我國工業(yè)發(fā)展對煤礦資源需求的不斷增加,煤礦資源的開采越來越深入,在開采由淺入深的情況下巷道常常會變形或底鼓,這都大大影響了巷道圍巖的穩(wěn)定性,也給開采工作帶來不安全因素。圍巖的結(jié)構(gòu)面和應力狀態(tài)是影響圍巖穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,煤礦的逐漸深挖會改變圍巖的應力狀態(tài),容易導致其產(chǎn)生裂隙,并且裂隙程度逐漸增大,不利于圍巖的穩(wěn)定,破壞了其平衡性,需要對其全方面進行分析和研究。因此,為確保采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩(wěn)定性需加強其支護工作,科學合理進行研究,有原則性地采取有效措施,確保工程能夠順利、安全進行。
1?控制圍巖穩(wěn)定性的關(guān)鍵
1.1圍巖周圍應力的減小
控制圍巖穩(wěn)定性要從圍巖的實際情況出發(fā),針對煤礦中的高應力巷道,如果單從圍巖性質(zhì)著手單純地采用支護手段則可能難以有效控制巷道圍巖變形,同時單純的以支護技術(shù)的采用為方法也可能帶來較高的支護成本。為了確保經(jīng)濟效益的前提條件,針對圍巖應力減小現(xiàn)象應采取可靠、有效的經(jīng)濟措施,可以從圍巖應力轉(zhuǎn)移的方向著手,從而改善圍巖的穩(wěn)定性。
1.2增強圍巖強度
增強圍巖的強度關(guān)鍵在于錨桿,在整個的支護措施中,錨桿的作用就是增強破碎圍巖的圍巖強度,在錨桿支護能力提高的情況下錨固體的極限強度越大,錨固體的殘余強度也越大,從而在此基礎(chǔ)上提高了巷道圍巖的支護能力,起到有效控制圍巖穩(wěn)定性的效果。
此外,還要注意到對深部巖巷破碎圍巖的注漿加固,對破碎圍巖的加固可以有效提高錨桿錨固體以及巖體的強度,在注漿時起到隔絕空氣和水的效果可以防止圍巖受到空氣和水的侵蝕,從而起到有效的支護加固效果。在對圍巖強度進行增強時要更多注重關(guān)鍵部位的加固,對關(guān)鍵部位進行注漿或者加強支護可以提高錨桿錨固體以及圍巖的殘余強度,從而有效減緩巖體的變形和破碎,進而起到控制圍巖穩(wěn)定的效果,圍巖加固的關(guān)鍵部位在兩幫和底角。
1.3發(fā)揮圍巖本身承載能力
在控制圍巖穩(wěn)定性時應該圍繞著發(fā)揮圍巖本身承載能力來進行,這種要求下主要分全斷面支護、可縮性支護和二次支護三種。在全斷面支護中要求對煤礦深部巷道的圍巖支護做到全方位的要求,因為支護中需要承受的荷載壓力都是來自于圍巖變形造成的,因此支護需要對巷道的四周全方位進行,對底板的支護也很關(guān)鍵,否則可能會造成底鼓導致整體支護結(jié)構(gòu)的承載能力不足,難以形成有效支護。
當發(fā)生圍巖變形情況比較嚴重時,其支護所受的承載力比較大,此時可進行可縮性支護,主要工作原理是通過減小支護的荷載力,從而改善其穩(wěn)定性。除此以外,?圍巖也可能出現(xiàn)突然的變形,并且變形速度和變形程度都比較劇烈,而一次支護已經(jīng)無法滿足圍巖的穩(wěn)定性需求,不能進行持久的支護,這種情況下可以對其進行二次支護,經(jīng)過充分的數(shù)據(jù)分析之后在最恰當?shù)臅r間內(nèi)實施,以達到最佳效果。
2采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩(wěn)定性控制支護對策
2.1采用光爆錨噴支護技術(shù)
經(jīng)過不斷的發(fā)展,光爆錨噴支護技術(shù)已經(jīng)形成了比較完善的系統(tǒng)化,在巷道支護中應用較為廣泛。在應用光爆錨噴支護技術(shù)進行巷道支護時,需要選擇合理的參數(shù),如不耦合系數(shù)、最小抵抗線、炸藥及裝藥結(jié)構(gòu)以及炮孔間距等,達到保障巷道安全性的目的,不僅可以有效提高薄弱部位的抗剪能力,還有助于維持巖性自身的穩(wěn)定性,從而避免松動和變形等情況發(fā)生。
2.2超高強噴射混凝土支護技術(shù)
巷道坍塌不僅會阻礙工作進程,還會帶來極大安全隱患。超高強噴射混凝土支護技術(shù)包含多種方式,以下著重分析干式噴射混凝土支護技術(shù)以及水泥裹砂噴射混凝土技術(shù)。所謂干式噴射混凝土支護技術(shù)是指將水泥、速凝劑以及混凝土等混合攪拌后配合適量水通過噴砂機作用,將礦井巷道圍巖墻壁上均噴以混合物,達到加固的目的。而水泥裹砂噴射混凝土技術(shù)顧名思義就是采用水泥裹住砂粒,隨后以壓縮空氣或者泵送將礦井巷道圍巖墻壁上均噴以混合物,達到加固的目的。在高強支護技術(shù)應用前,采煤團隊通常會制定施工方案,并根據(jù)該施工方案進行具體施工操作,選擇合適的噴射混凝土技術(shù)。
2.3底板主動卸壓技術(shù)
圍巖所承受的壓力一般都是集中在底板上面,因此需要對底板進行卸壓處理,已減輕對底板所造成的壓力。而底板卸壓受多方面的因素影響,主要是卸壓槽的方向、深度、寬度和形狀與開巷的間隔時間等方面,?在底板卸壓過程中需要將底板的應力進行轉(zhuǎn)移,降低圍巖承受的應力,從而避免巖道的變形和損壞。底板主動卸壓技術(shù)能夠調(diào)整整個圍巖的受壓情況,加強其承載力,進而改善煤礦深部巖巷圍巖穩(wěn)定性。
2.4巖巷幫頂協(xié)同支護技術(shù)
除了底板的主動卸壓,同時可以進行巖巷幫頂?shù)膮f(xié)同支護,使得圍巖的加強方面無后顧之憂。其中巖巷幫頂協(xié)同支護技術(shù)是建立在其他多方理論的基礎(chǔ)上進行延伸的,充分汲取了其他技術(shù)的理論并進行了改善,協(xié)同與其他支護共同進行,有效提高了圍巖的承載力。在巖巷幫頂協(xié)同支護下,對圍巖結(jié)構(gòu)進行了加固,?減小了圍巖的變形和受損,實現(xiàn)了圍巖整體穩(wěn)定性支護的技術(shù)效果,在其他支護工作的實施上面提高了其安全系數(shù)。
3?總結(jié)
綜上所述,煤礦巷道支護技術(shù)有利于保護開采工人安全,預防礦區(qū)坍塌等事故,需要加大對支護技術(shù)的研究力度,結(jié)合現(xiàn)代化信息技術(shù),促進支護形式多樣化。在確定支護形式的過程中,圍巖的穩(wěn)定支護工作應有一定的原則和基礎(chǔ),找準關(guān)鍵點后采取有效的措施和對策,真正實現(xiàn)圍巖支護工作的效益,從而確保開采工作安全、順利地進行。
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(作者單位:淮南礦業(yè)集團張集煤礦)