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        復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)分析

        2021-11-27 10:17:16李偉
        魅力中國 2021年12期

        李偉

        (平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦,河南 平頂山 467000)

        一、影響煤礦安全生產(chǎn)的因素分析

        通過近幾年的掘進(jìn)生產(chǎn),我礦局部采區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜,其煤礦巷道附近圍巖處于不堅(jiān)固狀態(tài),引起巷道強(qiáng)度不足容易產(chǎn)生破碎等問題,在雨水侵蝕巷道后,容易出現(xiàn)軟化問題,導(dǎo)致巷道支護(hù)難度增加,因部分區(qū)域存在斷層構(gòu)造,在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)影響下,巖層結(jié)構(gòu)受到影響,導(dǎo)致在煤礦開采過程中,出現(xiàn)較多裂縫,頂板山墻壓力增加等問題,影響地質(zhì)開采的安全性。在開采中,部分巷道支護(hù)應(yīng)用的是開放式結(jié)構(gòu),當(dāng)煤礦巷道頂幫壓力增加時(shí),巷道底板圍巖容易出現(xiàn)應(yīng)力集中問題,影響煤礦開采的安全性。

        二、復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

        (一)選擇使用掘支錨連續(xù)平行作業(yè)

        從大量實(shí)踐來看,選擇使用“掘三錨三”的循環(huán)方式可取得較好的支護(hù)效果。首先進(jìn)行超前鉆探,對(duì)勘探鉆機(jī)的鉆孔角度全部調(diào)整好,同時(shí)閉鎖掘進(jìn)和鉆探一體機(jī)的截割部和行走部,開啟超前勘探鉆機(jī)進(jìn)行探孔的打設(shè),根據(jù)超前鉆探設(shè)定的具體技術(shù)參數(shù),將探孔全部打設(shè)完畢,之后將鉆機(jī)收回,并進(jìn)行閉鎖。其次是割煤。將除塵器打開,使用掘進(jìn)和鉆探一體的機(jī)器進(jìn)行截割頭的破煤與落煤,煤炭通過掘進(jìn)和鉆探一體機(jī)后面的溜口全部運(yùn)出來,并通過運(yùn)煤錨桿機(jī)組全部轉(zhuǎn)移到料斗中,通過運(yùn)煤錨桿機(jī)組將煤炭運(yùn)輸?shù)捷斔蜋C(jī)中。這個(gè)過程中,運(yùn)煤錨桿機(jī)組對(duì)掘進(jìn)之后的巷道進(jìn)行永久支護(hù)。第三是開展臨時(shí)支護(hù)。在割煤完成之后將掘進(jìn)機(jī)全部閉鎖,將端頭支架中所含的乳化液泵站全部啟動(dòng),通過使用快速掘進(jìn)裝備對(duì)面板進(jìn)行全部集中的控制,并進(jìn)行兩側(cè)護(hù)幫裝置的安裝。第四是在掘進(jìn)支護(hù)裝備全部安裝到位后開展永久支護(hù)。在掘進(jìn)支護(hù)裝置全部安裝到位后,通過在掘進(jìn)工作面搭建好相關(guān)的作業(yè)平臺(tái)的方式,將掘進(jìn)支護(hù)裝置中錨桿鉆機(jī)運(yùn)送到工作面,開展永久支護(hù),在工作面達(dá)到巷道圍巖支護(hù)的要求后,相關(guān)的錨桿鉆機(jī)裝備撤出。同時(shí),使用運(yùn)煤錨桿開展錨桿鉆機(jī)永久支護(hù)。大量掘進(jìn)工作面的支護(hù)實(shí)踐表明,選擇使用這種方式可取得較好的支護(hù)效果。

        (二)選擇使用后退臥底支護(hù)技術(shù)

        在進(jìn)行巷道的掘進(jìn)時(shí),碰到斷層問題時(shí),會(huì)較好增加支護(hù)的難度,特別是在復(fù)雜地質(zhì)條件下,出現(xiàn)各種類型斷層的情況相對(duì)較多。在支護(hù)時(shí),若斷層的落差沒有超過2.5m,同時(shí)巷道的頂板條件相對(duì)較好,可選擇使用錨網(wǎng)索支護(hù)的方式實(shí)現(xiàn)巷道支護(hù)的有效加強(qiáng),全部增強(qiáng)圍巖的支護(hù)強(qiáng)化。在這種情況下,一般掘進(jìn)機(jī)與支護(hù)位置之間的距離在15m 左右,通常情況下可保證巷道支護(hù)作業(yè)的安全性。同時(shí),若掘進(jìn)工作面坡度相對(duì)于實(shí)際坡度較小,可選擇使用后退式臥底作業(yè)的方式開展施工,保證巷道高度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

        (三)選擇使用U 型鋼加強(qiáng)掘進(jìn)工作面臨時(shí)支護(hù)

        從掘進(jìn)巷道的支護(hù)來看,復(fù)雜地質(zhì)條件下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種類型的斷層問題,若斷層的落差相對(duì)較大時(shí),因?yàn)樵跀鄬訁^(qū)域內(nèi)圍巖整體受到了較大的摩擦與擠壓,巖性整體已經(jīng)非常破碎,在進(jìn)行掘進(jìn)施工時(shí),需要采用臨時(shí)支護(hù)的方式對(duì)巷道進(jìn)行強(qiáng)化。從掘進(jìn)支護(hù)實(shí)踐來看,臨時(shí)支護(hù)應(yīng)當(dāng)選擇使用U 型鋼協(xié)同錨桿支護(hù)的方式,可取得較好的支護(hù)效果。在具體實(shí)施時(shí),還需要充分結(jié)合錨桿、錨索等臨時(shí)性支護(hù)措施,對(duì)圍巖開展深層加固。特別是在深部復(fù)雜環(huán)境下,很多區(qū)域的圍巖已經(jīng)表現(xiàn)出分層破壞的特點(diǎn),這就導(dǎo)致若仍舊采用傳統(tǒng)的單一支護(hù)方式,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)掘進(jìn)支護(hù)的較好保證,需要及時(shí)采取相關(guān)的措施進(jìn)行支護(hù)強(qiáng)化,形成復(fù)合型支護(hù)結(jié)構(gòu)。

        (四)確定臨界點(diǎn)位置

        大量煤礦掘進(jìn)實(shí)踐表明,在常規(guī)的條件下,300m 范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)選擇使用普通的掘進(jìn)機(jī),但是在300m 范圍以上,則應(yīng)當(dāng)采取綜掘機(jī)。但是具體位置和時(shí)機(jī)的選擇,除了進(jìn)行理論分析之外,還應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合具體地質(zhì)條件,復(fù)合化采取支護(hù)技術(shù),更好保證支護(hù)的效果,降低掘進(jìn)支護(hù)的成本。

        三、提升復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)效果的相關(guān)對(duì)策

        (一)及時(shí)更新煤礦掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備

        當(dāng)前隨著煤礦掘進(jìn)支護(hù)環(huán)境的不斷變化,及時(shí)更新掘進(jìn)支護(hù)設(shè)備對(duì)于保證掘進(jìn)支護(hù)效果非常關(guān)鍵。在具體實(shí)施時(shí),煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)掘進(jìn)支護(hù)的實(shí)際需求,對(duì)傳統(tǒng)的掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行梳理,對(duì)于已經(jīng)明顯不能滿足實(shí)際需求的掘進(jìn)設(shè)備應(yīng)當(dāng)給予淘汰,同時(shí),根據(jù)新時(shí)期下掘進(jìn)支護(hù)的需求,加大設(shè)備投入力度,為不斷提升掘進(jìn)效果、改善掘進(jìn)施工條件打下設(shè)備基礎(chǔ)。

        (二)加大對(duì)掘進(jìn)施工技術(shù)人員的培訓(xùn)

        針對(duì)當(dāng)前掘進(jìn)施工環(huán)境出現(xiàn)的變化,加大掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)人員的培訓(xùn)非常關(guān)鍵。在具體實(shí)施中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合掘進(jìn)工作面實(shí)際需求,制定出理論和實(shí)踐并重的培訓(xùn)技術(shù),注重培訓(xùn)內(nèi)容與培訓(xùn)方式的選擇,推動(dòng)培訓(xùn)效果的提升。同時(shí),在培訓(xùn)之后,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行針對(duì)性的考核,通過考核讓掘進(jìn)支護(hù)人員能夠以更為積極主動(dòng)的態(tài)度參與到培訓(xùn)工作中。

        (三)注重采取校企合作方式

        隨著煤礦開采深度的不斷增加,在掘進(jìn)支護(hù)過程中,面臨的各種難題越來越多,選擇使用校企合作的方式能夠較好將煤炭類高校在技術(shù)和人才方面的優(yōu)勢引入到煤礦掘進(jìn)支護(hù)中,從而更好解決煤礦掘進(jìn)支護(hù)中出現(xiàn)的各種問題。這個(gè)過程中,也可選派掘進(jìn)支護(hù)人員到煤炭類高校進(jìn)行學(xué)習(xí)的方式,實(shí)現(xiàn)人員素質(zhì)的綜合提升。

        (四)注重完善煤礦掘進(jìn)支護(hù)體制機(jī)制

        針對(duì)當(dāng)前煤礦掘進(jìn)支護(hù)中出現(xiàn)的各種類型問題,全面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進(jìn)支護(hù)體制機(jī)制的完善非常關(guān)鍵。在具體實(shí)施中,注重對(duì)當(dāng)前的短板問題進(jìn)行梳理,找出其中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),并進(jìn)行針對(duì)性的完善,特別是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任制進(jìn)行完善,推動(dòng)掘進(jìn)支護(hù)安全管理責(zé)任落地落實(shí)。此外,注重將好的做法經(jīng)驗(yàn)從體制的角度進(jìn)行落實(shí),更好完善相關(guān)的制度規(guī)定。

        結(jié)束語

        綜上分析,隨著煤礦開采深度的不斷增加,掘進(jìn)支護(hù)面臨的環(huán)境日趨復(fù)雜,導(dǎo)致掘進(jìn)支護(hù)出現(xiàn)了各種類型的問題。因此,煤礦企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到當(dāng)前煤礦掘進(jìn)支護(hù)出現(xiàn)的新情況、新變化,結(jié)合本礦井面臨的掘進(jìn)支護(hù)特點(diǎn),采取針對(duì)性的措施,全面提升掘進(jìn)支護(hù)的效果,更好保證掘進(jìn)支護(hù)的質(zhì)量與安全性。

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