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联合支护技术在巷道矿压较大区域中的应用研究论文

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2024-06-19 09:31:58    来源:    作者:liangnanxi

摘要:煤矿开采期间,巷道围岩会受地应力影响会发生失稳现象,为了确保开采环境安全,要采取支护技术进行处理。以巷道支护发展历史与联合支护理论为切入点,阐述了巷道围岩联合支护的作用,最终依据工程实例,对联合支护技术在巷道矿压较大区域的应用进行探讨,目的就是确保开采作业安全、顺利进行。

  摘要:煤矿开采期间,巷道围岩会受地应力影响会发生失稳现象,为了确保开采环境安全,要采取支护技术进行处理。以巷道支护发展历史与联合支护理论为切入点,阐述了巷道围岩联合支护的作用,最终依据工程实例,对联合支护技术在巷道矿压较大区域的应用进行探讨,目的就是确保开采作业安全、顺利进行。

  关键词:联合支护;巷道;安全开采;围岩稳定性

  随着矿产资源开采的不断深入,煤矿浅部矿产资源日益枯竭,许多煤矿开采都朝着更深部位进行。但在实际开采时,深部煤矿资源矿压会加大,导致围岩稳定性更加复杂,针对支护方法以及采用的支护材料都提出了更高挑战。因此,如何针对巷道矿压较大区域进行支护,保证围岩稳定是一项需要深入探讨的内容。

  1巷道支护发展历史与联合支护理论

  1.1巷道支护发展历史

  煤矿巷道支护经历了木、砌碹、型钢、锚杆支护等过程,其中锚杆支护在应用时,可以降低支护巷道成本,降低相关人员在工作开展时的强度[1]。同时,采用锚杆支护方式,能够简化工艺,确保煤矿开采安全。此外,针对一些较为复杂的巷道,在进行支护时,可以采取联合支护方式[2]。

  1.2联合支护理论

  联合支护主要应用在相对较为复杂巷道中,在具体支护时,如果单纯提高支护刚度,难以实现对围岩变形的有效控制,应当采取先柔后刚、先让后抗,柔让适度方式进行支护,确保支护稳定。

  2巷道围岩联合支护的作用

  2.1确保矿井开采安全

  煤矿开采后,若开采区内巷道岩层软弱,这势必会导致巷道稳定性无法满足应用需求,加大了开采矿井作业难度。如果开采人员没有依据巷道实际情况,做好相应维护工作,势必会影响后续开采作业,情况严重时会引发安全事故,而采取联合支护方式,能够确保巷道稳定,同时,能够实现对设备、人员的保护。

联合支护技术在巷道矿压较大区域中的应用研究论文

  2.2保护二次来压

  采取合理方式对处理巷道顶板,做好支护作业,可以抵抗二次来压带来的危害,这可以平衡围岩应力,减少巷道破坏带来的各种危害。通过对大量矿井开采情况进行分析可以发现,开展巷道施工后,如果

  作用在围岩上的应力过大,超出了其能够承受的最大值,围岩可能会出现松动现象,致使其出现变形,这一现象会向周围扩散,而通过联合支护,能够减少二次来压带来的危害[3]。

  2.3提高企业经济效益

  如果支护不合理,将会导致矿井下开采出现各种安全隐患问题,若采取过高一次性永久性保护,会提高吨煤开采成本,降低经济效益。而通过对联合支护技术进行应用,能够通过快捷方式完成对巷道围岩的合理防治,节约煤矿开采成本。

  3联合支护技术的应用实例

  3.1工作面支护现况

  某煤矿已经进入组煤开采时期,正在开采12#煤层1116017工作面,通过对该工作面情况进行调查可以发现,这一工作面埋深超过410 m,该煤矿现有资料显示,煤层西翼轨道大巷测点QP26—QP29点之间巷道高度相对较高,实际作业前,为了确保这一区域能够保持稳定,避免发生人员伤亡,要采取支护方式处理。通过对巷道情况进行分析可以确定,其会受到地应力影响,容易发生位移现象,这一现象的出现,会引起浆皮开裂问题,这容易引发安全事故,一旦发生事故,不仅会对开采作业造成不良影响,而且会造成严重经济损失,以及人员伤亡。与此同时,采取人工假顶π型梁会发生弯曲和折断现象,导致1116017顺槽与下组煤西翼轨道大巷立交处风桥工字钢棚腿发生变形现象。为了使这一问题得到解决,需要在对巷道实际情况进行全面分析基础上,制定符合需求的联合支护技术,保证巷道围岩稳定,以免发生事故。

  3.2巷道维护方案

  3.2.1联合支护

  巷道两帮加设锚索,如图1所示,通过这一方式提高巷道两帮支护强度,针对巷道高度超过3.6 m区域处,为了提高其稳定性,工作人员要在巷道两帮补打一排锚索,间距大小控制在160 cm左右,需要注意的是,采用的锚索强度和长度要能够达到标准,确保锚可以顶到较深位置处的稳定岩层中,能够达到补强锚杆支护能力作用[4]。针对巷道高度超过5 m区域,应当在巷道两帮补打两排锚索,间排距为150 cm×155 cm;而针对巷道高度7 m区域,要在巷道两帮进行锚索补打,为了确保巷道稳定,补打三排,间排距为150 cm×180 cm,完成处理后,要通过喷射混凝土方式处理。实际作业中的锚索托板采取的钢带为M型,具体连接需要沿着巷道走向方向顺向连接,从而构成锚索连接梁,预应力超过135 kN,具体承载力不得小于420 kN。

联合支护技术在巷道矿压较大区域中的应用研究论文

  3.2.2巷道维护

  针对111617-13#顺槽与下组煤西翼轨道交叉区域出现的变形现象,在对其进行处理时,工作人员要将单体液压支护设置在风桥工字钢下,将其制作成临时支护,然后撤出棚腿,扩掘长6.5 m,基础厚度28 cm,完成上述处理后,采用钢筋绑扎,工作人员在对现场情况进行分析基础上,支好模板,开展浇筑作业前,要先埋锚索,再浇筑[5]。

  3.2.3支护取得的具体效果

  支护前,顶板、底板、帮部的塑性区破坏深度分别为2.12、3.55、1.58 m,位移量分别为119.42、188.05、135.28 m,支护后,顶板、底板、帮部的塑性区破坏深度分别为,1.36、3.01、1.12 m,位移量分别为48.01、75.89、53.28 m。通过上述数据可以发现,支护之后,塑性破坏保护区,以及巷道变形,位移量下降量都得到了有效改善。

  3.3巷道支护施工作业

  3.3.1施工前

  技术人员在巷道维护施工前,要全面学习安全技术,按照规定安排,并且要观察顶板强,通过敲帮方式问顶,管理好施工中采用的水泥、沙子等各项材料,以及喷浆设备等,确保后续施工顺利开展。

  3.3.2施工期间

  安排专人观察巷帮围岩变化与支护情况,一旦发生危险,要发出警报,让工作人员快速撤离,顶板垮落稳定后,工作人员要采取“敲帮问顶”方式,开展检查、加固等工作,确保巷道稳定性能够满足要求后,开展后续作业[6]。管理人员在施工期间,要做好周围风筒、电缆等各项内容的管理工作,工作人员要加强沟通,相互协调,保证施工作业顺利进行[7]。

  3.3.3爆破

  起爆之前,要加强对瓦斯情况的检查,不得出现漏检情况,以免由于瓦斯超限而发生爆炸事故。进行爆破时,需要在各个通往爆破地点的各个通道与爆破点直线超过120 m处站岗,所有站岗人员都必须具有较强责任心,在站岗期间不得出现疏忽大意情况。巡岗人员要对站岗人员是否到位进行查看,在站岗人员抵达指定位置后,再通知起爆;爆破之后,要在巡岗人员通知可以撤离后,站岗人员才能撤离,不得私自离岗。进行爆破时,选择好炮眼位置,科学布置,控制好装药量,同时,施工人员要做好巷道挖掘控制,确保不会出现超挖情况,控制循环尺寸,而且要及时依据现场情况,设置临时支护;反底拱施工时,要依据现场情况,控制好反底拱造型。

联合支护技术在巷道矿压较大区域中的应用研究论文

  3.4喷浆

  开展喷浆作业时,若巷帮存在活矸,要及时处理,完成处理后,再喷浆。为了确保喷浆质量能够达到预期,要让喷头与岩面保持垂直,喷头与岩面之间距离要控制在85~100 cm之间,将水压控制在0.35~0.40 MPa,而风压则应控制在0.2~0.3 MPa。完成施工后,清理施工地点杂物。

  4结语

  将联合支护技术应用在受地应力影响较大巷道区域,能够形成合理支撑,减小巷道位移量,解决人工假顶π型梁在应用时发生的弯曲和折断等不良现象,保证作业面安全,以免在后续开采时发生安全事故。

  参考文献

  [1]赵帅.采空区下泥质软岩巷道底鼓机理与联合支护技术研究[J].煤炭工程,2022,54(9):54-58.

  [2]王晓东.煤矿软弱复合顶板巷道联合支护技术研究及应用分析[J].现代工业经济和信息化,2022,12(6):339-340.

  [3]张建国.14402工作面及回采巷道锚网索钢带联合支护技术应用[J].山东煤炭科技,2022,40(6):29-31.

  [4]刘会景,林陆,杜湃,等.复合顶板软弱岩层外错式相邻区段巷道联合支护技术研究[J].中国矿业,2022,31(5):114-120.

  [5]祁建永.掘进巷道过断层破碎带联合支护技术应用研究[J].山东煤炭科技,2022,40(3):60-62.

  [6]康超.通合煤业邻近空巷段巷道锚网索柱联合支护技术应用[J].煤,2022,31(2):68-69.

  [7]白朝阳,贾西锋,白伟,白向阳.锚网喷浆联合支护技术在太白金矿板岩巷道中的应用[J].现代矿业,2021,37(9):107-109.