2020新版对煤矿井巷支护方式的探讨
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浅析煤矿井巷工程支护技术要点【摘要】煤矿井巷掘进施工,因围岩原应力平衡被破坏,造成顶帮岩层离层松动,易引发冒顶、片帮事故。
通过选用合理的支护方式,能有效防止围岩松动、裂隙的张开和新的破裂面的产生,使围岩避免受到水及风化的影响,达到稳定状态。
【关键词】巷道支护;支护方案;支护参数目前,煤矿巷道主要采用两种支护形式。
一是外部支护,这种支护作用在围岩的外部,依靠支护结构的承载能力来承受地压。
在与岩石紧密结合的情况下,这种支护也能起到限制围岩变形、维持围岩稳定的作用。
二是锚杆支护,是指在天然的地层中钻孔至稳定地层中,插入锚杆,然后在孔中灌注水泥砂浆,置于稳定地层中的锚杆部分称为锚固段,利用锚固段的抗拔能力,维持土体或岩体的稳定。
1、支护形式的分析对于软岩巷道的支护来说,关键是正确的确定软岩变形力学机制的复合型,有效的将复合型变形力学机制转化为单一型,合理的利用复合型变形机制的转化技术。
对于第一类的外部支护形式,现在应用最多的是金属支架支护。
这是因为金属支架具有其自身的一些优点,其承载能力大,可以多次复用,可缩量小,有利于防火,储运方便,安装容易,施工速度快。
从材料供应和经济效益来看也有许多有利之处。
尤其是近几年应用广泛的拱形可缩性金属支架,其通常是用矿用U 型钢制造,有较好的抗弯、抗扭性能,可以互换,并有良好的搭接性能。
利用连接件加紧后能在保持一定的工作阻力的条件下具有可缩性。
因而,能在一定程度上抑制巷道围岩变形,达到让压的目的。
此外,更由于其断面形状与顶板冒落后形成的自然平衡拱吻合,有利于保持巷道的稳定性,尤其适合于大断面巷道的支护。
其缺点是:巷道在使用的过程中,其表面喷射的混凝土,容易变形、起皮、剥落、内移,而且一旦破坏修复比较困难。
在煤层开采厚度较小时,掘进巷道有时需要挑顶,这会破坏顶板岩体的自然层理,降低巷道顶板的稳定性。
在巷道与工作面连接处的巷道支护工艺较复杂,劳动量大。
此外,在非机械化掘进条件下,巷道断面成拱较困难。
煤矿井巷工程支护技术分析摘要:现代化工业的飞速发展使得我国对能源的需求量不断增长,由此拉动了我国煤矿事业的蓬勃发展,同时现代煤矿作业中对安全保护的重视度也越来越高,尤其是在煤矿井巷支护方面,逐步加强了安全控制的力度,避免煤矿井巷作业的潜在危险。
煤矿井巷工程支护比较复杂,必须选择科学有效的支护技术,才可保障工程效益,因此,本文通过对支护技术进行研究,主要分析其在煤矿井巷工程中的应用。
关键词:煤矿作业;井巷工程;支护技术改革开放以来,我国对能源的需求越来越大,无形中增加了我国煤矿作业的负担。
井巷工程属于煤矿作业中的重要项目,其工程质量直接关系到煤矿的安全生产,所以煤矿企业在支护技术方面都有较高的要求,确保其满足煤矿井巷作业的需要。
要想保障煤矿井巷工程的质量安全,就必须采用科学有效的支护技术,保证煤矿井巷作业的安全性,排除安全隐患。
1 煤矿井巷工程支护中的影响因素通过分析煤矿井巷工程支护技术中的影响因素,避免其对井巷工程产生干扰,进而提高支护技术的水平[1]。
支护技术在煤矿井巷工程中的影响因素主要包括:(1)交岔点,此部分连接支护技术中的两个部分,一旦设计缺乏合理性,即会影响支护技术的连接过程,干扰井巷工程的质量,对煤矿作业产生不利的影响;(2)施工因素,施工水平对工程支护技术具有较大影响,支护技术中的各个施工点都存有危险性,所以煤矿企业需要严谨管控井巷支护技术的所有施工过程,既要保障支护施工的质量,又要确保支护施工的安全水平;(3)技术规程,井巷支护技术的规程要求存有差异,对支护技术产生极大的安全影响,必须排除规程中的偏差,才能保障支护技术的顺利进行。
2 煤矿井巷工程的支护技术2.1 棚式支护技术棚式支护技术在煤矿井巷工程中可以分为多种类型,由于使用材料和支护方式不同,所以其具备灵活多变的特性。
以某煤矿井巷工程为例,分析棚式支护技术的应用。
该工程运用金属支护材料,采取拱形支护的方式,稳定井巷作业,棚式支护在该工程中比较被动,主要是井巷表面缺乏稳定度,增加棚式支护的难度,导致支架无法稳定连接,只能借助砌碹的方式,提高该工程井巷表面的稳固性,确保棚式支护能够稳定进行。
浅析煤矿井巷工程支护技术要点摘要:随着国家的发展越来越好,各领域的发展越来越好,煤矿工程也得到前所未有的进步。
居民社会生活和工业发展对煤炭资源的需求逐年增加。
严重的安全问题。
煤炭资源开采过程系统性强,需要加强煤炭开采过程各环节的联系与合作。
由于煤炭开采属于一线工作,煤炭开采为原材料的后续加工生产提供了基础保障,因此煤炭开采是整个煤炭业务的关键环节。
但同时,煤矿开采过程中也存在一定的风险,对煤矿工人的人身安全构成威胁。
关键词:煤矿;井巷工程;支护技术引言科学合理地应用路面开挖支护技术,可以有效加快煤炭开采进程,维护煤炭开采安全,减少各类事故的发生,为煤炭工业的可持续发展提供充足的动力。
但由于地质条件复杂多样,煤矿路面开挖支护技术的应用仍存在诸多缺陷和不足。
如果不能及时采取措施进行优化,煤矿安全生产可能不会奏效。
1煤炭采矿工程巷道掘进与支护概述在煤炭采矿工程施工中,巷道掘进施工可作为支护施工的重要基础。
在掘进施工过程中,可采用直眼掏槽技术以及斜眼掏槽技术,在软岩夹层掘进中,可应用斜眼掏槽技术,当炮眼断面比较大时,可在施工现场设置辅助眼。
为保证巷道掘进施工的高效性,应当根据地质条件实际情况选择各类机械设备,同时制定完善的掘进系统,将掘进设备和回采设备进行有效结合。
在巷道掘进完成后,应当及时进行支护施工,可将预留煤柱作为核心,环节回风巷支撑压力,同时还应采取有效的通风技术措施,保证巷道施工安全性。
2煤矿掘进支护技术存在的问题分析2.1支护设计不合理支护的本质是采用相应的支护设备来控制巷道围岩的变形。
这就要求应该根据巷道围岩的实际情况对支护参数和支护设施进行合理的设计和选型。
然而,由于现场环境复杂,仍然存在设计的支护方案失效的情况,即支护设计不合理。
造成这种现象的原因主要有以下几点:(1)支护设计困难。
由于地质体的复杂性,在进行支护设计时很难评估支护效果。
目前支护设计主要有工程类比法和数值模拟方法,虽然工程类比法能比较经济、可靠地确定支护参数,但是其前提是巷道围岩的条件要具有极大的相似性;而数值模拟方法虽然能准确定量地评估支护效果,但是模拟中用到的一些地质参数很难准确获得。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策随着我国工业化进程的加快和能源需求的增长,煤矿深部开采已成为煤矿生产的主要形式之一。
煤矿深部开采也带来了一系列的岩巷围岩稳定与支护问题。
煤矿深部岩巷围岩稳定与支护对策的研究和实践对于确保煤矿生产安全、提高生产效率具有重要意义。
本文将从煤矿深部岩巷的特点、围岩稳定机理、常见的围岩稳定问题和相应的支护对策等方面展开探讨。
一、煤矿深部岩巷的特点煤矿深部岩巷指的是距离地表较深的煤层巷道。
由于深部地压和岩层构造的复杂性,煤矿深部岩巷与浅部岩巷相比具有以下特点:1. 地应力较大:地表以上的地应力是受到岩层自重等因素的影响而逐渐减小的,而在深部开采场所,地应力往往非常大,这对围岩稳定提出了更高的要求。
2. 岩层构造较复杂:深部地层通常都经历了了复杂的地质作用,形成了较为复杂的岩层构造,这使得深部岩巷的围岩稳定问题更为复杂。
3. 地质构造异常多:在深部地层中,地质构造异常多,如断层、褶皱、节理等,这也给岩石的稳定性带来了挑战。
以上这些特点使得煤矿深部岩巷的围岩稳定问题成为了深部开采的难点和瓶颈。
二、围岩稳定机理煤矿深部岩巷的围岩稳定机理是深部开采的重要理论基础。
围岩稳定主要受到以下几方面因素的影响:1. 地应力:地应力是指地下岩石受到的压力。
在深部开采中,地应力是影响围岩稳定的主要因素之一。
地应力大小与深度成正比,因此深部开采受到的地应力通常较大。
2. 岩层构造:地质构造异常多的深部岩巷,岩层构造对围岩稳定起着至关重要的作用。
褶皱、断层等地质构造对围岩形成和变形带来了很大的影响。
3. 岩体力学性质:岩石的力学性质是影响围岩稳定的另一个重要因素。
岩石的抗压强度、断裂带特性、岩石的变形特性等都对围岩稳定有着重要的影响。
4. 采动影响:煤矿深部开采的过程中,采动对围岩产生了很大的影响。
采动导致了围岩的应力分布发生了变化,从而引发了岩体的破裂和变形。
以上这些因素共同影响着煤矿深部岩巷的围岩稳定,了解这些因素对选择合适的支护对策具有重要的意义。
浅谈巷道支护方法一、概述淮北袁店煤矿属于高瓦斯、双突矿井。
巷道压力较大,施工中要强化过断层带的顶板管理工作,优化支护形式。
矿区域水文地质条件较复杂。
砂岩中高角度裂隙发育,但裂隙发育具不均一性。
且富水性较弱,煤系砂岩裂隙水处于半封闭状态,另外,构造造成的围岩破碎,其碎胀压力也容易使围岩产生碎胀变形。
对于如此大的构造应力和松散围岩,采用被动的或单一的支护方式是难以奏效的。
二、支护方式的选择为适应巷道难维护的特点,应优先选择具有如下特点的支护形式:1、直接作用于周边浅部围岩,针对破坏特点、强度弱化的原因及时有效地采取加固措施。
2、在巷道围岩的变形过程中维护,在不同阶段分别采取“护”、“让”、“支”、“限”的技术,以适应围岩的变形特征,并最大限度地利用围岩的自承能力,实现围岩稳定。
3、主动加固并直接改善围岩破裂体力学性能,以最大限度地提高围岩的承载能力,促使围岩形成整体结构。
4、由于构造应力的方向性、岩体赋存的不均匀性和分层性,巷道周围会出现一些薄弱部位,应及时采取主动支护手段,有效地强化这些关键部位。
三、巷道支护设计(一)采用的支护技术路线由于袁店矿井煤层埋藏深、地压大,地质条件复杂,根据施工单位的实际管理经验和操作技术特点及以动态分步加固、过程控制的软岩巷道综合控制思想,结合巷道难维护的特点、支护选型原则,本设计采用分段支护的思想,因地制宜,以锚网+锚索+喷射混凝土主动支护为主,多种支护方式并用,既保证巷道支护的稳定可靠,又兼顾经济合理适应快速掘进的需要。
(二)具体支护形式根据巷道围岩赋存情况,将矿区围岩稳定性分为三种区域,分别采取不同的支护形式。
1、围岩分类:围岩分类岩层描述巷道开掘后围岩的稳定状态(3-5m跨度)岩种举例类别名称Ⅰ稳定岩层1、完整坚硬岩层,不易风化2、层状岩层层间胶结好,无软弱夹层围岩稳定,长期不支护无碎块掉落现象完整的玄武岩、石英质砂岩等Ⅱ稳定性较好岩层1完整比较坚硬岩层2、层状岩层,胶结较好3、坚硬块状岩层,裂隙面闭合,无泥质充填能维持一个月以上稳定,会产生局部岩体掉落胶结好的砂岩、砾岩等Ⅲ中等稳定岩层1、完整的中硬岩层2、层状岩层以坚硬岩层为主,加有少数软岩层3比较坚硬的块状岩层围岩的稳定时间仅有几天砂岩、砂质页岩、粉砂岩、石灰岩、硬质凝灰岩Ⅳ稳定性较差岩层1、较软的完整岩层2、中硬的层状岩3、中硬的块状岩层围岩很容易产生冒顶片帮页岩、泥岩、胶结不好的砂岩、硬煤Ⅴ不稳定岩层 1、易风化潮解剥落的松软岩层2、各种类破碎岩层炭质页岩、花斑泥岩、软质凝灰岩、煤、破碎的各类岩石(三)支护形式(1)、当围岩完整,稳定性高区域如:Ⅰ、Ⅱ类岩层(即岩层完整性好,开挖后不立即支护也能保持完整,没有明显破裂和变形),采用锚网喷+锚索+注浆支护。
煤矿巷道掘进施工与支护技术探讨摘要:随着科学技术的不断发展,带动采矿业的快速发展。
在实际煤矿开采过程中,煤矿巷道掘进和支护是最为关键的步骤。
其中最为重要的是巷道的掘进和支护,但因为两者在煤矿开采中都有着中心环节的作用,容易被地质条件、施工方案、施工工具、施工技术等所影响。
巷道空间的基础保障是四周的煤层和岩体,为确保煤矿开采过程中的运输和掘进工作,利用煤矿支撑原理进行保护。
鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对煤矿巷道掘进支护技术存在的问题及对策提出了一些建议,仅供参考。
关键词:煤矿巷道;掘进施工;支护技术引言社会的不断进步对资源的消耗需求逐渐增大,科学技术的发展虽然提高了对资源的利用率,但人口的增长和经济的进步也在不断的扩大着规模,生产与电力以及人们日常生活对煤矿资源的利用正在成倍的增长,为煤矿产业的生产提出了更高的标准,也促使着煤矿产业实现了高质量的生产和高效率的提升。
煤矿的巷道掘进施工技术与支护技术较为复杂,专业性要求也极强。
在实际的施工中涉及到大量的施工技术和施工人员之间的协调配合,并且还要结合施工区域的地质结构和环境限制等各种因素,这也就要求施工管理人员必须要对施工进度和施工质量进行严格的控制和监督。
一、煤矿巷道掘进和支护技术现状和重要性1.煤矿巷道掘进和支护技术现状由于我国科学技术的快速发展,使得人们越来越重视资源的开发和利用,尤其是煤炭资源的开发。
就煤炭开采来讲,煤矿的巷道掘进和支护技术是整个煤炭开采的中心技术。
我国煤矿业受到复杂多样的地理环境、缺少人才和缺乏先进的技术设备的影响,使得我国煤矿开采难度增大,这就需要提升煤矿开采技术。
现如今,煤矿巷道的组织结构取代了传统的岩石集中分布组织方式,而是采用准巷道和开采巷道相结合的办法,进一步提高巷道掘进技术的发展。
巷道掘进有综合机械掘进法、掘锚式法和整体化流水线法三种。
综合机械掘进法通常对设备要求极高,因此该方法成本费用较高。
掘锚式法通常使用悬臂式掘进机进行施工,可以应用于各种复杂多样的煤矿地区。
探讨煤矿巷道支护类型及合理支护方式摘要:煤炭开采工作分为地上和地下。
地上漏天开采相对安全,地下开采巷道支护安全十分重要。
地下开采尤其是巷道支护的选择尤为重要, 严重关系到工作人员的生命健康保障。
在进行煤炭开采的时候, 难免会造成对于地形的影响以及造成岩石松动进而造成松动空间, 如果不采取及时有效的支护措施, 就会造成可怕的后果。
采取巷道支护, 可以防止顶层岩石的滑落, 加大煤炭开采的安全力度。
本文就巷道支护的类型进行分析,并提出合理建议。
关键词:煤炭开采巷道支护合理措施我国疆土辽阔、地大物博, 但是在不同地区的煤矿具有不同的性质, 受着地势和自然条件的影响, 我们进行煤矿巷道支护选择的时候, 也应该充分考虑不同的特点, 选择正确合理有效的方法, 加大煤炭开采的安全保障。
煤炭开采工作分为地上和地下, 尤其是地下巷道支护的选择尤为重要, 严重关系到工作人员的生命健康保障。
在进行煤炭开采的时候, 难免会造成对于地形的影响以及造成岩石松动进而造成松动空间, 如果不采取及时有效的支护措施, 就会造成可怕的后果。
采取巷道支护, 可以防止顶层岩石的滑落, 加大煤炭开采的安全力度。
1 当前我国煤矿发展现状在我国的各项能源工业中, 煤炭开采占我国能源生产的70%左右, 并且还会随着社会和时代的发展日益增加。
煤炭在我们的日常生活和工作中占据很重要的地位, 并且还会在相当长的时间内占据能源消耗的主要地位, 当前我国煤矿的安全措施有以下现状。
(1) 地质复杂。
当前我国煤矿分布的地区多种多样, 自然条件复杂多变, 存在着许多影响和阻碍煤炭开采的客观因素, 比如在进行煤炭开采的时候, 我们遇到了很多地质构造复杂的地形的影响, 并且许多地区存在着瓦斯含量大的特点。
人们为了更好的完成工作, 不得不从侧面进行煤炭开采, 在选择适合煤炭开采的地形之中, 难免破坏地层的结构, 造成煤矿上方岩石松动问题。
(2) 对于煤矿巷道支护不重视。
煤矿掘进巷道超前支护方式的应用及选择
巷道超前支护是煤矿掘进工程中的一种常见支护方式,其目的是保护巷道的稳定,确
保矿工的安全。
本文将介绍巷道超前支护方式的应用及选择。
1. 预拱法:预拱法是巷道超前支护中常用的一种方式。
在巷道掘进前,先在顶部设
置拱形钢架或钢筋混凝土拱形支架,然后再挖掘出巷道。
该方式适用于煤矿巷道地质较好、巷道直径较小、顶板稳定性较好的情况。
3. 主、副块法:主、副块法是巷道超前支护的一种常见方式。
在巷道掘进前,先挖
掘出一个主块,然后再挖掘出一个与主块相邻的副块。
主块与副块之间用立柱或钢梁连接,形成巷道的支撑系统。
该方式适用于煤矿巷道岩体不稳定、存在断层和夹层的情况。
主、
副块法能有效地分散巷道岩体的应力,提高巷道的稳定性。
巷道超前支护方式的选择应根据煤矿的地质条件、巷道的大小和形状、巷道的所在位
置等因素来确定。
1. 地质条件:巷道的地质条件是选择巷道超前支护方式的重要因素之一。
如果地质
条件较好,巷道岩体比较稳定,可以选择预拱法;如果地质条件较差,巷道岩体不稳定,
可以选择切帮法或主、副块法。
3. 巷道位置:巷道的所在位置也会影响选择巷道超前支护方式。
如果巷道位于煤矿
的主要运输通道或人员通道,应选择能够提供足够的稳定性和安全性的巷道超前支护方
式。
简述煤矿井下巷道支护方式及架设金属棚支护技术摘要煤矿开采中,会对原本的地质构造形成破坏,导致煤壁上部应力的增大,因此,从保证煤矿井下生产安全的角度,需要做好巷道支护工作。
本文对煤矿巷道支护方式进行了简单分析,并就架设金属鹏支护技术的要点以及需要注意的问题进行了讨论,希望能够为煤矿巷道支护工作提供一些参考。
关键词煤矿;井下巷道;支护方式;金属棚支护前言我国煤矿多数蕴藏在地下,开采工作也多是采用井下开采模式,对于煤矿企业而言,井下巷道掘进和支护是一项异常复杂的工作,存在大量的不确定性因素,必须做好地质条件的研究,对巷道掘进速度进行控制,同时采取有效的支护措施,保证井下作业的效率和安全性。
1 煤矿井下巷道支护方式煤矿井下巷道支护的主要目的,是缓和和减少围岩移动,避免巷道断面的过度收缩,同时预防已经散离和破坏的围岩出现冒落。
巷道支护的效果主要受其支架自身的支承力影响,但是却并不仅仅取决于支承力,还会受到围岩性质、支架力学性质、支架安装时间、支架设置密度以及围岩接触方式等因素的影响。
一般情况下,为了保证巷道支架能够在调控围岩变形中发挥积极作用,需要在围岩出现松动和破坏前,对支架进行安装,确保其能够与围岩共同发挥承载作用。
针对不同的煤矿地质条件,需要采用不同的巷道支护方式,依照支护时间長短,可以将巷道支护分为临时支护和永久支护;依照支护原理,可以将巷道支护分为支撑式支护和补强式支护,前者主要是对岩体进行直接支撑,一般选择整体式支架,即运用石料、混凝土或者钢筋混凝土砌筑后得到连续整体支护体系,常见的是直墙拱顶式,可以分为墙、拱和基础三部分,拱形多为半圆拱或者三心拱;后者则是以岩体为对象,运用相应的措施来对其进行加固补强,通过提升围岩强度的方式,保证巷道整体的稳定和安全。
比较常见的补强支护方式包括锚杆支护、锚网支护、喷射混凝土支护等。
不同的巷道结构对于支护有着不同的要求,以倾斜巷道为例,其本身存在一定倾角,或导致重力方向与巷道顶板不垂直,从而形成平行于巷道顶板和垂直于巷道顶板两个方向的作用力,在平行于巷道顶板方向,推力向下作用,支护措施必须能够对这个推力进行克服或者抵消,而想要实现这个目标,要求支护体系必须能够与巷道顶板垂线保持一定夹角,也就是所谓的迎山角[1]。
煤矿沿空巷道巷旁支护分类指标及支护方式煤矿沿空巷道巷旁支护是煤矿安全生产的重要环节,合理的分类指标及支护方式对于保障矿工的生命安全起着至关重要的作用。
本文将详细介绍煤矿沿空巷道巷旁支护的分类指标及支护方式,以期提供指导意义。
一、分类指标:1. 煤层的稳定性:在进行沿空巷道的巷旁支护时,首先需要考虑煤层的稳定性。
如果煤层较稳定,可采用部分支护的方式,即仅对巷道进一步加固。
如果煤层较不稳定,需采用全面支护的方式,对巷道及其周边进行全面加固。
2. 巷道规模:巷道规模也是支护分类的重要指标。
通常来说,当巷道规模较大时,需要采用全面支护的方式,以确保巷道的稳定性。
而当巷道规模较小时,部分支护即可满足要求。
3. 煤层变形情况:煤层的变形程度也是一个支护分类的重要指标。
如果煤层较稳定,变形较小,可采用简单支护的方式,如木柱支护、锚杆支护等。
而当煤层较不稳定,变形较大时,需要采用高度支护的方式,如钢架支护、锚索网支护等。
二、支护方式:1. 木柱支护:适用于煤层稳定、变形较小的情况。
通过在巷道的两侧设置木柱,固定巷道的结构,增强其稳定性。
2. 锚杆支护:适用于煤层稳定、变形较小的情况。
通过在顶板或者巷道两侧钻孔并注入锚杆灌浆材料,使巷道的支撑力得到增强,从而增强巷道的稳定性。
3. 钢架支护:适用于煤层变形较大的情况。
通过在巷道的两侧设置钢架,增强巷道的强度和稳定性。
4. 锚索网支护:适用于煤层变形较大的情况。
通过在巷道两侧设置锚索网,用大量的锚索网网片将煤层牢牢地固定住,从而增加巷道的稳定性。
以上介绍了煤矿沿空巷道巷旁支护的分类指标及支护方式,希望矿工们能够根据实际情况选择适合的支护方式,确保煤矿工作面的安全生产。
同时,煤矿管理部门也应加强对矿工的支护知识教育和培训,提高矿工的安全意识和应急处理能力,以减少事故的发生,确保矿工的生命安全。
( 安全管理 )
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2020新版对煤矿井巷支护方式
的探讨
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
2020新版对煤矿井巷支护方式的探讨
以松木为主要材料的木支护方式至今在南方煤矿区仍占70%以上,绝大多数煤矿在回采工作面及煤巷掘进中基本使用木支架。
因此,如何解决巷道开拓在煤层中,既要安全进尺到指定位置,以提高煤炭资源回收率,又要千方百计降低百米巷道维修费用,这样,对支护方式的探讨就具有其重要意义了。
本文对回采煤层顶区时,上风巷下底梁支护和在中厚煤层或“鸡窝”状煤层等构造带中的掘进支护方式作如下探讨:
一、本文所述该矿煤系地层属上三迭统焦坑组,系山麓堆积相一冲积相与湖泊相,岩相变化复杂
煤层位于焦坑组下段,该矿区共有17条较大的断层。
掘进片盘回风巷时,由于上分层回采面及顺槽地段回柱质量差或上分层留存的孤立煤柱等都因对地应力规律未掌握,而造成风巷、顺槽、开切眼等巷道施工中,饱受压力破坏之苦;另一方面,回采面倾角变化大,
其直接顶属二类顶板,易冒落底板其基底不平,底豉频繁;煤质上松下硬依次为粉煤、互层煤粉块煤、块煤,煤层节理发育,结构复杂。
这一切都给掘、采时的支护方式和吨煤成本的控制带来很大困难。
二、回风巷掘进中的下底梁支护工艺试验
1、试验理由。
以顶区采面上风巷为例。
该矿上风巷沿煤层跟顶板掘进,采用直径20公分的1.6米长梁,2.2米棚腿的单体木支架支护。
由于各种因素造成在地应力集中区内施工,即使沿空送巷,巷道也难以维护,常常打完50米煤巷则要全面落轨道整改一次以上,折断率达40-60%,局部地段竟高达到80%。
随着回采面推进,距上出口50米内巷道急骤下沉,这给生产过程带来很大的不便和威胁,于是笔者提出在上风巷施工中采用下底梁支护实验。
2、试验目标。
(1)当月的煤巷折柱率应小于10%,做到少修护、少落道;(2)巷道断面维持时间要能在三个月左右,上出口净高不小于1.8米,净宽不小于1.6米;(3)巷道单体支架下沉量要小于30公分。
3、理论依据。
(1)矿压的传播机理:掘进中的煤巷受上部采动或爆破力影响,围岩的应力在施工区域内重新分布,巷道上方岩柱下沉,分力转移到巷道两邦及底板上,使支架棚腿受侧压力及底板鼓力所形成的集中地应力破坏。
当集中应力超过围岩极限及支架强度后,巷道变形,支架下沉快。
传统矿压理论认为,支架下沉及折断都由顶压造成。
而新矿压理论则认为:支架支护的关键重点不是顶板,而是底板的鼓起力。
这一理论,笔者在该矿实践观测中得到证实。
支架受力分析:
上复岩层的重量分解作用于支架两侧压力和地板鼓力,按计算公式:
r0两邦煤或岩石容重h1巷道高度h0巷道上方自然拱高度
φc岩石内摩擦角
计算表明:其横轴方向上产生的抗压强度大约3倍于纵轴方向上的抗弯强度,产生的底板拱起力与支柱底部截面大小成反比。
故下底梁的支架其底部受力面积为不下底梁的3~5倍,使巷道压力减
小,整体支护均匀、稳定性好。
该矿在新付井过流沙层施工中采用反拱法施工,取得了很好效果,但在上下风巷与顺槽搞反拱法则成本过高且因巷道断面狭小而不易执行,因此只有使用下底梁法。
(2)实例:+190N5上风巷从1月11日开始下底梁试验,当采煤工作面由北往南推进70米时,煤巷掘进队将上风巷移交给采一区验收,验收小组一致称赞此上风巷为我矿历年来支护最好的巷道,其平均净高1.80米,宽1.7至1.8米左右。
掘完109米时仅落道一次,平均降轨道20公分。
当掘完140米后全面落道一次,平均落道30公分,用去45个工日。
巷道平均下沉量为1厘米/日,全巷安全状况良好。
实验证明:由重点对顶板的支护改为对底板的支护则可以有效减轻减缓支架受压状况,达到安全、方便之目的。
三、中厚煤层或构造带中掘进支护方式试验
1、中厚煤层跟底板掘进的支护方式。
该矿和南方许多煤矿一样,中厚煤层或边角“鸡窝状”煤柱,一般采用高落式回采法时,其巷道压力大,相对移近量快,折柱率高过70%,采面回收率仅达35%~40%,还因此发生伤亡事故多起。
笔者根据现状改为:主毛洞打1.6
×2.2料,每隔煤柱5-6米开支毛洞(1.4×2.0m米)为主要的残采方式。
由于跟底板掘进的主毛洞其煤质上软下硬,因此在掘进中放炮后上部易冒顶,其矿压显现的规律为:支架首先受力于变形地压,且侧压大于顶压。
支架支承后期,呈松脱地压规律即顶压大于侧压。
因此我要求支护方式上应根据阶段性特征,采用有效措施,效果如下:
①1983年10月采煤二区在一号井3S0过断层,笔者采用强力支护,并将三台链板机道穿入减压区内送巷。
该百米巷道使用达两个半月之久,共采出原煤17400吨,安全生产状况良好,强力支护法首获成功。
②1984年11月采三区在S5顺槽残采煤柱,先跟顶板打顺槽,两台链板机道采用1.6×2.2m料支护,由于无强力支护措施,开掘后二十天内支架折损率竟达80%。
笔者下令整改并在第三台链板机道采用双抬栅支护法后,侧压、顶压均较稳定,一个月内折柱率仅10%。
二十年来的井下现场管理工作,笔者认识到:一是采准巷道的顶区上风巷与顺槽支护出口均宜采用1.8米梁,2.2米腿的大断面掘
进,采用下底梁支护或下底梁加单抬棚支护或下底梁双抬棚支护等强力支护方式。
均可使上下风巷安全使用长度由90米加大到150米,维持时间从1个月延长到3个月以上。
二是跟顶掘进时,对巷道支架的支护重点应由对顶板改为对底板的支护。
三是根据新矿压理论及其在该矿的分布规律,跟底板进尺中可以将过空顶区以搭木垛的主要方式改为棚上架栅过顶方式,可节约大量坑木。
四是因为巷道交叉点是应力集中区,故无论是顶区或底区的巷道开口或贯通点均宜以双抬棚或双对棚的强力支护。
2、水采底区的地质构造与支护方式。
该矿水力复采区由于旱采顶区已开采数年,顶板冒落,裂隙带得以充实,地表水下渗,使再生顶板胶结好。
但从开掘采准巷道到开枪回采,巷道维护时间须达3个月之久。
由于巷道独头掘进,回风困难,故温度高、湿度大,木支柱容易腐烂。
笔者认为,水力采煤巷道支架受压变形,主要是松脱地压,故宜以防漏顶并加强支架间的稳定性。
可打中抬棚加厚背板支护,棚距应由70厘米改为50厘米为宜。
若当巷道在煤柱中掘进时,支架
主要承受变形地压影响,其侧压大,底压较明显而顶压较小,所以可用双抬棚支护法等维持巷道净高与净宽。
随着松木资源短缺,坑木的一再提价以及木支护方式一般不能满足地压严重的巷道之有效支护,如漳平煤矿等。
笔者对石门与联络眼巷道采用了金属可缩性U型支架,对岩石运输大巷巷道支护则采用光面爆破技术和锚杆支护工艺或超前锚杆控顶技术等,都在该矿广泛应用,收效甚好。
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