山东龙郓煤业有限公司山东省菏泽市郓城县274700
摘要:在当前的煤矿开采中,由于煤炭资源在实际的能源储备建设中起到了重要的组成作用,随着煤矿开采的难度增大,在实际的开采过程中需要不断运用到掘进支护技术,尤其是在复杂的地质条件下,为确保作业人员的安全,煤炭资源的充分获取,在提高煤炭开采水平的同时,为避免事故安全的发生,需要有效提高掘进支护技术,加强对作业人员的安全防护工作。
关键词:煤矿掘进支护;复杂地质条件;应用
引言
随着人们生活水平的提高和经济的发展,对于煤炭资源的需求日益增长,煤矿开采面临着新的挑战,对着开采的深入进行地质问题也日渐复杂。在煤矿掘进施工中地质条件起到了非常重要的影响,为了确保煤矿施工的安全性,需根据煤矿的具体情况,对复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术进行研究。实践结果表明,掘进支护技术的应用能有效确保巷道的安全,同时还能提高煤矿的开采效益。
1复杂地质条件下煤矿掘进的难点
1.1容易出现前掘后修的问题
在复杂地质条件下进行煤矿开采工作时,经常需在完成前方的掘进工作后,对巷道顶底板进行及时修补,以保障后期掘进工作顺利进行,这被称为前掘后修[1]。前掘后修是在复杂地质条件下进行煤矿挖掘工作时很容易出现的问题。尤其是在部分松软煤层或顶底板的位置,经常会出现破碎的情况,不利于巷道掘进工作的开展及巷道的成型,从而给煤矿挖掘的施工作业带来严重的不良影响。同时,巷道的顶底板在煤矿掘进过程中也很容易发生较大程度的收缩状况,加快了煤矿巷道的变形速度。前掘后修虽然有效保证了煤矿掘进工作的顺利进行,但也使掘进的工作量大幅增加。
1.2容易导致地质结构的破坏
在复杂地质条件下进行煤矿掘进工作时,周边地质结构通常会随着煤矿开采深度的增加而逐渐变得不稳定,并在很大程度上对该地区煤层的地质结构造成不可避免的破坏性作用,从而导致煤层中的顶板岩性也随之发生变化,使得围岩应力也逐渐提升。
1.3对掘进支护技术要求较高
在薄煤层开采过程中,掘进支护工作能通过半煤岩巷和煤矿巷道为工作人员提供安全保障,因此可将这些作为关键对象并按照巷道回采的形式来进行掘进支护工作。由于在掘进半煤岩巷的过程中,对掘进技术与掘进支护设备的要求很高,工作人员必须要在满足开采安全的前提下合理使用掘进支护技术。
2煤矿掘进支护技术的应用条件及存在的问题
掘进支护技术主要是通过应用掘进设备对煤矿的断层顶部进行破除,保留相对比较稳定的顶板围岩,并采用锚网索来实现支护的效果,从而有效维护矿井的基本作业环境。煤矿掘进支护技术的应用,能在很大程度上提升复杂地质条件下煤矿开采的安全性。然而在实际的煤矿开采过程中,由于地质条件较差,岩层结构比较复杂,使得掘进支护工作的具体应用存在着一定程度的局限性,无法最大限度保证煤矿开采的安全。同时,传统的煤矿巷道也在很大程度上制约着掘进速度的提升与安全性能。
中国目前的掘进支护技术所使用的材料质量还不够完善,技术工人缺乏足够的专业技术水平,很多煤矿企业的支护设备都相当陈旧,甚至在开采过程中使用了强度与刚度都非常低的不合格的支护设备,不仅难以满足目前更加复杂的深层开采环境,影响了煤矿开采的健康发展,更是导致了很多煤矿安全事故的发生,使煤矿作业人员面临着极大的安全隐患。
3复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用
3.1复杂地质条件下煤矿掘进支护作业应用
3.1.1选择掘进设备
当前,在煤矿巷道中的掘进设备主要有两种,一种是普通型的掘进机,另一种是综合型的掘进机,在巷道的挖掘中需要根据实际的建设要求与巷道的长度进行选择。按照实际建设规定要求,当巷道的实际长度小于300m时应该选择普通的掘进设备,反之需要使用综合掘进设备。在掘进设备的实际选择中,其主要选择的标准是根据设备在实际作业中所展现出来的特点决定的。在综合掘进设备的使用过程中,能够有效减少实际施工前所需要的准备时间,使得掘进技术能够与实际生产要求相符合。同时,综合掘进设备的使用过程中,需要根据工程要求选择适合的设备型号,确保在实际施工过程中能够保证将掘进设备发挥最大效用。
3.1.2选择截齿
当掘进设备选择结束后,还需要根据要求对掘进机所使用的截齿进行选择,截齿在使用过程中是和作业效率相影响的。其耐磨性是主要的选择条件。当所选择的截齿耐磨性不足时,其在高强度的工作需求下无法满足实际工作要求,导致作业进程受到限制,其作业质量同时无法得到保证,还会加快截齿的报废率,使得生产成本增加。由此可知,在实际的截齿选择中,需要选择高强度、耐磨性高的,以便在之后的复杂地质环境中的作业中能够更好的促进作业效率的提高。但是,如果在掘进技术中所遇到的岩石硬度过高,超出所有掘进设备的实际工作性能,则需要采取其他的手段对其进行处理,例如,可以选用爆破的方式,保障设备的有效使用。
3.1.3临时支护技术
在使用综合型掘进设备中,借助其自身所具备的液压系统对巷道形成临时性的支护,能够提高工作掘进的安全性与稳定性,目前在实际的掘进作业中已经得到了广泛的应用与普及,其使用效果十分明显。除此之外,在使用过程中,需要先对设备系统的稳定性进行详细检查以及确保液压闭锁装置的实际使用性能。
3.1.4综掘机配套系统
在施工过程中,综合性掘进机的工作需要与施工中的管理需求以及系统设定相符合。首先,在施工之前需要与施工条件相结合,制定适合的管理体系,确保在工作中能够充分发挥设备效用,保障工作安全与工作效率。此外,对机械设备的工作原理掌握以及工作方式的了解与学习需要对其进行更为科学化的管理方式,确保在工作中能够根据工作原理对实际工作实施进行调整与完善,在工作中,当设备使用之后需要及时对其进行保养与后期维护,确保设备的持续使用。
3.2复杂地质条件下穿越断层锚网的支护技术应用
(1)直接破顶法应用。利用掘进机在作业中直接对其进行冲击将巷道顶部断层爆破,将稳定材质的顶板围岩留存,之后使用锚网索对顶板围岩进行支护。就顶板岩石而言,当其实际硬度不足5,或者之间的落差小于2cm时,则表示岩石过于脆弱,在施工过程中会出现碎裂的情况,无法在掘进支护中使用。除此之外,在地下煤矿中的掘进作业会存在一定的高度差异,在此基础上,能够直接使用破顶法支护。
(2)后退卧底法应用。在煤矿地底的掘进作业中,如果巷道中有断层下移情况的出现,为了确保施工安全在支护作业中可以选择后退卧底法。如果巷道上的断层落差小于2.5m,且断层上部顶板完好,在支护的使用中则可以根据巷道围岩的情况选择锚网索支护技术确保巷道稳定性与强度的实际提高。通常而言,在针对围岩展开支护作业时应该后移掘进设备15m,如果现场的实际突破坡度大于掘进设备工作面的施工坡度,在就需要建立一个巷道卧底,载坡高度小于13°,之后采取后退卧底支护,确保巷道的实际是施工高度与支护设计要求一致。
结束语
随着我国社会活动的增多,资源消耗的加快,对煤炭的需求量与日俱增。但是在实际的煤炭开发中,由于辜负开发导致煤矿的开采地址条件更加复杂。而在复杂的地质条件下进行煤矿开采会存在一定的安全问题。鉴于此,为充分保障复杂地质条件下煤矿开采的安全,本文主要对煤矿开采中,在复杂地质条件下,煤矿的掘进支护技术进行深入的分析,根据其实际的应用情况,为煤矿的开采提高保障依据。
参考文献:
[1]刘晓强.复杂地质条件下煤矿掘进支护技术分析[J].机械管理开发,2017,32(11):171-172.
[2]鲍银辉,韩星.试析复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术[J].低碳世界,2017(32):116-117.
[3]张竹勤.复杂地质条件下的煤矿掘进支护技术应用分析[J].能源与节能,2017(10):114-115.