煤矿掘进巷道支护安全检查与预防措施探究.pdf

伍伍当代化工研究 Modem Chemical Research 技术应用与研究 2020 ・ 15 煤矿掘进巷道支护安全检查与预防措施探究 *鄱立功 （山西阳煤集团二矿 山西045200） 摘要随着中国经济社会的发展，煤矿企业作为国民经济中的重要组成部分受到了社会各界更多的关注，煤矿开采工作是一个危险性较 高的工作，其中的一些关键技术需要业内人士重点关注。本文立足于实际，对煤矿掘进过程中巷道支护的预防以及安全性检查等方面的内 容进行了重点的分析与研究，希望能够为煤矿开采工作提供一些有用的帮助. 关键词预防；安全检查；巷道支护；掘进；煤矿 中图分类号 TD82 文献标识码A Research on Safety Inspection and Preventive Measures of Coal Mine Excavation Roadway Support Xi Ligo n g No .2 Min e o f Sh a n xi Ya n gmei Gr o up, Sh a n xi, 045200 Abstracts With the development of Chinas economy and society, coal mining enterprises, as an important part of the national economy, have received more attention from all walks of life. Coal mining is a high-riskjob, and some of its key technologies need to be paid close attention to by the personals in the industry. Based on the actual situation, this paperfocuses on the prevention of roadway support and safety inspection in the process of coal mine excavation, hoping to provide some useful help for coal mine mining. Key words prevention； ； safety inspection roadway supports excavation coal mine 1 前言 煤矿的开采工作是危险性比较大的一项工作，随着我 国煤矿资源的开发，现如今的煤矿开采工作越来越朝着地形 复杂、开采深度较深的区域进行，而煤矿掘进巷道开采过程 中各类大型机器会发生非常剧烈的震动现象，如果不能够对 周围的岩石做好稳定工作，那么就非常容易引发冒顶事故发 生，将会对施工人员的生命安全造成极大的威胁，同时也影 响了开采工作的正常进行。面对这样的开采现状，在煤矿掘 进过程中一般要使用巷道支护工作进行辅助，从而降低安全 事故的发生概率，在使用巷道支护的过程中，相关的工作人 员一定要做好安全检查工作以及预防工作，这样才能够将问 题和安全隐患及时解决，本文也将从这个角度出发，对煤矿 掘进巷道开采过程中的安全问题以及预防措施进行重点的研 讨与分析。 2.巷道开挖安全性检查工作作用分析 煤矿掘进巷道开挖过程是一项工程量相对巨大的工作， 它的开挖过程会对周围的岩层造成非常大的影响，而这种影 响会使得周围的岩石发生松动，严重时会导致塌方现象的发 生。在持续的掘进过程中，围岩所受到的应力如果超过了岩 体本身的屈服强度，就会发生塑性变形，那么冒顶现象就不 可避免地发生了，所以，在巷道开挖之前，首先应当做好安 全检查工作，使得支护工作能够起到良好的作用。 ⑴改变受力状态 在巷道开挖工作完毕之后，围岩的受力状态会发生显著 地改变，在巷道开挖工作之前，围岩的受力是呈现出全面受 力状态，而在巷道开挖工作完毕之后，围岩在垂直方向将会 失去响应的约束力，转变为三面受力的状态。而在这种受力 改变下，岩层将会由原本的双轴应力转变为单轴压应力，与 之前相比，单轴压应力下的围岩抗压强度相对比较低，围岩 上所集中的应力就会向顶板岩梁等各个部分相互分散，在长 久的受力改变情况下，上端的岩层荷载的作用就会发生巨大 的变化，呈现出弯曲形变的特征，与此同时，岩层垂直方向 的侧向变形会进一步使得岩层出现弯曲下沉的现象，再加上 围岩周围区域被破坏，使得顶板离层的现象更为明显，进而 对施工工作人员的人身安全造成了极大的威胁。 ⑵保护巷道空间 在煤矿掘进的过程中，巷道支护除了具有良好的安全功 能外，还能够为煤矿的开采过程留出足够的空间，在巷道开 挖工作开始之前，岩层是处于受力平衡状态，会受到各个不 同方向的原始应力，一旦开始了巷道开挖，那么岩层这个受 力平衡就会被打破，围岩上所承受的压应力就会随着外部荷 载的作用传递至外部围岩之中，抵抗了巷道围岩的位移，从 而对巷道的空间实现了良好的保护工作。 3.案例分析 图1某煤矿巷道支护方案 某矿井3205综放工作面位于平煤集团的右翼部分，在 该综放工作面的北部和南部均已完成开采工作，其东部是回 风及轨道巷，西部为实体煤，从整体情况上来看，工作面的 当代化工研究 Modem Chemical Remearch672020 ・ 15 技术应用与研究 走向长度为1350米，倾斜的长度为155米，回采3区域煤层， 在该煤层中，煤层从整体来说相对比较稳定，而且结构也比 较简单，煤层的厚度大约为5. 5米，煤层的倾角为3 -V , 层理和节理都呈现出中等发育的情况，其硬度f 1.7-2。从 煤层的各部分状态来看，煤层的直接顶是1.2米左右的厚黑 灰色泥岩，基本顶是5米左右的深灰色中粒砂岩，直接底为 1. 7米左右的厚黑灰色细砂岩，在该区域的开采过程中，采 用了多种方式的预防措施，并且采用了行之有效的支护方案 图1,最终的支护效果良好，工程安全平稳推进。 4.安全预防措施具体分析 在巷道开挖的过程中，由于受力情况的改变，巷道会发 生很大的变形，这就给支护工作增添了不少的难度，尤其是 在开采深度日益加深的现代化煤矿开采过程中，单一性的支 护方式已经不能够满足巷道开挖的安全性需求，迫切需要革 新支护技术，全面提升支护效果，在上述的案例中，为了保 证最终的开挖效果，该煤矿选择了多种支护方案并行的方法 进行，最终取得了良好的支护效果。在目前的实际应用中， 常见的巷道支护有锚杆支护、架棚支护、喷射混凝土支护等 方案，锚杆支护通常使用在开挖深度较浅的工程中，具有经 济性良好、施工便捷等特点，喷射混凝土支护能够在一定的 时间内将围岩进行密封，其效果也较好。但是在目前的工程 中，单一的支护方式很难达到良好的效果，因此，鉴于巷道 掘进过程中安全性等问题，需要结合巷道的不同情况，采用 不同的支护方式进行综合性选择O ⑴架棚与锚带网联合支护分析 这种支护方式图2是两种单一性支护的组合，一般 应用在巷道开挖工作开始之前，其主要内涵就是刚性支护与 锚杆支护相互结合，先通过锚带网的基础支护方式将围岩进 行强度的补充，从而对巷道的形变量进行合理地控制。当巷 道的形变量达到临界值后，应当联合架棚支护共同使用，架 棚一般设置在两钢带的中间位置，能够与刚性的支护技术深 度结合，从而为围岩提供阻力性的支护条件，加强了支护效 果，同时对形变量也有着全面地控制。 图2架棚与锚带网联合支护示意图 ⑵ua i棚联合锚网 喷联合支护 锚网喷支护方式在单一应用时已经具有比较良好的特 征，它能够将围岩暂时性封闭起来，在巷道的内部形成一个 非常完整的封闭性加固拱，但是在面对地形比较复杂的矿 井，这种方式的单一应用远远不能够满足现实的条件，因 此，这种方法可以联合U型棚支护方式图3共同进行。在 U型棚支护的过程中，让压功效十分明显，尤其在二次补强 方面有着极其有效的应用。而且针对目前的开采现状，对于 一些埋深深度较高的深围岩，需要充分考虑围岩的易碎问 题，对巷道的塑性形变发生率进行预估和计算，减少底鼓岩 石的影响，而这两种方式的深度结合，能够为底部的钢棚提 供非常强大的支撑力，避免安全事故的发生。 图3 U型棚联合锚网喷联合支护示意图 ⑶其他方式 在支护的过程中，方法是有很多种的，需要根据不同的 工程实际和地质特点综合选择，举个例子来说，对于复合顶 巷道来说，需要根据不同岩层的不同特点来选择锚索梁与锚 固岩石层相互结合的方式进行，并且选用悬吊支护的方式从 而取得良好的效果。 5.结语 随着我国煤矿资源的不断开采，在目前的开采环境中， 开采的深度和难度都在不断地加大，煤矿井下的应力环境也 越来越复杂，开采工作人员面临着极大的危险，尤其是在活 动比较剧烈的地下区域中，巷道支护的稳定性与安全性必须 受到重视。在目前的开采过程中，巷道支护方案多种多样， 分别使用于不同的地质环境，为了保证开采的安全性，施工 人员必须做好预防性措施，做好巷道的支护工作。就目前来 说，单一的巷道支护工作已经不能够满足现实的需求，只有 按照实际情况出发，选择合适的支护方式，才能够使得煤矿 掘进巷道支护工作更加具有安全性，才能够满足现代煤矿开 采的需求。 【参考文献】 [1] 张茂功，韩保胜.浅析采空区下掘进巷道的施工方法[J].煤 矿现代化，2016 02 25-27. [2] 张爱杰，张传鹏，宋明明.软岩开拓巷道支护方案餉研究与 优化[J].煤炭科学技术,2015, 43 S1 45-47. [3] 李刚，牛磊，李文龙.煤矿硬岩巷道快速掘进技术研究[J]. 煤炭科学技术,2018,46 11 13-20. [4] 冯泽伟，马小宁.煤巷快速掘进技术的探讨[J].内蒙古煤炭 经济,2017 244854. [5] 李金刚，张立辉，朱凡.补连塔煤矿五盘区回风大巷冒顶事 故处理研究[J].内蒙古煤炭经济,2017 24 142-143150. 【作者简介】 郝立功 1986-,男，山西阳煤集团二矿；研究方向煤矿 生产技术及管理.