现阶段,能源缺乏问题比较严重,我国能源需求量与日俱增,特别对于煤炭资源的需求量,也是呈现出明显的增长趋势。在巷道深度的增加和宽度的加大的影响下,在开采过程中,存在着较多的潜在因素。在巷道的深部位置处,其地压力比较大,而且围岩应力也比较高。通过巷道掘进工作的实施,为围岩释放压力创造出了有利条件,促使应力的减小。在应力减小过程中,岩石的应力释放程度越来越高,造成巷道偏移或形变现象的出现。因此,必须要提高对高强支护技术应用的高度重视,不断提高巷道加固保护水平,能够让煤矿开采工作的安全性得到有效保障。
1.煤矿采煤掘进作业中高强支护技术的相关概述分析
(1)意义
我国对煤炭资源需求呈现出明显的上涨趋势,在社会生产工作中,也需要煤炭资源的扶持。在开采量不断增加的影响下,地表浅层的煤炭资源量越来越少,一定程度上推动了开采作业的深井化发展,而且开采难度性愈发显著。要想实现煤炭开采可持续发展,并保证开采作业的安全性和正常顺利运行,将高强支护技术应用在煤矿开采作业中,这具有较为重要的应用价值和应用前景。
在高强支护技术实际应用过程中,首先,在矿井深度增加的影响下,开采难度性越来越高,而且危险系数也比较高。而借助高强支护技术,对于增强开采区域巷壁具有极大的帮助,而且还可以提高岩层的稳固性,维护好采矿工人的生命财产安全。其次,高强支护技术在实际应用中,免去了对大量辅助材料的要求,缓解了工作人员的工作难度性[1]。最后,还可以对巷道维护作业的操作难度进行控制。基于综合视角,高强支护技术,可以使开采作业的安全性得到保证,并对成本进行有效控制,确保企业良好的经济效益。
(2)高强支护技术的特点研究
因为高强支护技术具有较高的优势,所以在一定程度上提高了煤矿开采巷道掘进支护结构的可靠性和安全性。其特点主要包括:首先,可以加固好煤炭开采工作面,确保煤矿巷道支护结构与稳定性要求相符合。其次,在应用过程中,操作具有高度的便利性,成本投入也较低,在诸多地质环境施工中具有高度的适用性。再次,相关构件的组装比较方便,能够有效控制相关工作人员的工作量。
2.高强支护技术在煤矿采煤掘进作业中的具体应用
(1)光爆锚喷网技术的具体应用
应用光爆锚喷网技术,主要是将锚杆加固的作用加强,有效将围岩较为薄弱的环节进行改善,进一步提高围岩抗剪力,同时也让巷道的支护强度得到保证。需要将巷道深部围岩处的加固拱结构的可靠性不断加强,让围岩处的稳定性充分体现出来,并将巷道上方围岩松动、变形等现象的概率降至最低,不断提升煤矿开采工作的效率和质量。同时,如果围岩出现了冒落等问题,就需要积极应用锚杆的悬吊功能,保证其能够在坚硬的位置上进行固定,有效利用锚杆的支撑作用对其进行支撑。此外,锚杆支护的补强作用也比较显著,将锚杆加设在巷道周边,还能够在一定程度上控制巷道深处围岩的荷载,有效提升围岩周围的强度,同时还能让围岩受到的应力一直保持在科学的范围内。应用光爆锚网技术,主要是在层状处支护锚杆,有效结合薄岩层,从而形成组合梁的结构形式,为提高巷道承载能力奠定坚实的基础,为煤矿开采安全性创造有利条件。
(2)超高强喷射混凝土支护技术的应用
这种应用形式集中结合了水泥裹砂技术以及混凝土支护技术等施工技术,其中混凝土支护技术主要是利用喷砂机的作用,在巷道的围岩壁上喷上相关的混合物质,充分反映出加固支护的效果。水泥裹砂技术主要是在巷道的围岩壁上喷射水泥包裹的砂粒混合物[2],将加固作用充分发挥出来。在实际应用超高强喷射混凝土支护技术之前,必须要对煤矿巷道周围的围岩地质情况进行深入了解,确保喷射混凝土支护技术的适宜性。
(3)锚杆支护技术的应用
在煤矿巷道围岩支护的过程中,使用的锚杆主要是进行联接、加固和组合等工作。首先,联接。一旦岩层和岩块缺失了稳定性,与锚杆连接在一起,而且要逐渐向稳定的岩层进行深入,确保良好的稳定和支护效果。其次,加固。将锚杆群有规律的进行设计,并将其和巷道附近的围岩进行粘结,落实挤压式的支护,才能让环形承载和支护结构的形成得到保证。锚杆支护具有较高的防御性支护作用,其与其他结构支护相比具有较大的区别[3],因此在实际应用的过程中,需要先深入分析煤矿巷道中的岩层和断面的性质和形状,科学选择合适的锚杆布置模式,同时也要全面分析煤矿巷道和围岩的承载情况,让锚杆设计工作的开展更加顺利。同时锚杆空顶的距离应该低于1.5m,并喷射混凝土对其进行加固,有效避免出现巷道围岩的风化和脱层的情况。
(4)联合高强支护技术
有效联合锚杆支护以及U型钢支架支护技术,能够将支护的强度进一步提高,并让巷道深部结构的完整性得到保证,避免出现巷道变形的情况。有效应用联合高强支护技术,还能在一定程度上避免出现巷道顶端、侧向的形变问题。由于整合了锚杆支护、U型钢支架技术,可以将支护结构的支撑作用最大化发挥出来,让围岩和煤矿巷道的稳定性得到保障。
3.将高强支护技术应用在采煤掘进作业中的要点分析
(1)合理设计支护方案
我国地域广阔,各个区域的地质情况具有着极大的差异性,煤矿资源的深度也是不相同的。因此,要想实现高强支护技术的顺利应用,必须要深入分析场地的地质情况。加强力学模型的构建,保证施工设计与因地制宜原则相符合,确保支护构件的科学性和合理性,合理计算支护的相关参数。
(2)加强监测系统的构建
高强支护监测,旨在对围岩支护构件的信息进行采集和整合,对信息进行系统化分析,充分掌握围岩的具体变化情况以及高强支护的实际情况,不断将高强支护系统进行优化。在煤矿开采工作中,借助监测系统的构建,可以充分掌握支护和围岩的现状,避免安全隐患的出现,确保煤矿开采工作较高的安全性。
(3)系统化分析支护过程
高强支护技术的过程,不是一蹴而就的,所以必须要充分掌握了解全部的过程,促进采掘工作的顺利进行。在施工过程中,支护开始阶段环节中变形现象经常出现,必须要将附近岩体受到支护的制约力作用发挥出来,针对支护技术的类型,要提高对巷道锚杆阻碍的重视,结合高强支护的拓展杆体,严格控制变形情况。此外,要对锚梁强化、承接高强支护系统进行应用,合理化分担和细化支护压力。
4.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用实例分析
以某煤矿为例,该矿煤层属于稳定性的厚煤层,煤层的倾角值在2°左右,东翼开拓大巷开采水平,与地面深地方距离在610m左右。煤矿首采工作面的断层布置如图1所示:
最初对锚网喷支护进行了应用,在巷道压力大、顶底板稳定性不足的影响下,很难保证锚杆支护效果,在煤巷掘进一段时间以后,两帮变形现象仍然经常出现,顶板出现离层,一些地方的混凝土喷层脱落比较常见。在原支护方式下,东翼胶带大巷破坏形式具体如图2所示:
通过监测发现,巷道顶底板的移近量为50㎜,而巷道两帮的移近量在15㎜以下。支架架设时间在30天以后,支架四周巷道顶底板和两帮变形速率并不大,可以看出全封闭长环形支架二次支护,给予了巷道稳定性强有力的保障。具体监测数据如表1所示:
5.结束语
总之,在国民经济的强大推动下,极大地促进了煤炭企业的发展,所以必须要深入分析和研究煤炭资源开采过程。而在煤矿采掘工作中,稳固的巷道扮演着重要的角色,与工作人员的生命安全具有着密不可分的关系。一般来说,在煤矿巷道较深的情况下,很难保证良好的坚固性和稳定性,所以必须要积极应用高强支护技术。
摘要：本文主要针对煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用展开深入研究,重点对光爆锚喷网技术、超高强喷射混凝土支护技术、锚杆支护技术、联合高强支护技术等进行了深入分析,然后提出了几点应用要点,主要包括合理设计支护方案、加强监测系统的构建、系统化分析支护过程等,促进煤矿采煤掘进工作的顺利进行,充分彰显出高强支护技术的应用价值,打造安全、稳定的煤矿采煤掘进工作环境。
关键词：煤矿采煤掘进工作,高强支护技术,运用
参考文献
[1] 王大帅,张威,吴晨鹏,刘栋林.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术应用研究[J].价值工程,2018,37(25):253-254.
[2] 阮柳谭.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用分析[J].能源与节能,2018(01):134-135.
[3] 王强.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用研究[J].能源与节能,2017(03):169-170.