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摘要:
隨著我國經濟技術的發展,工業化發展也不斷加強,進一步加深了礦產資源的開采程度,對巖巷圍巖的穩定性和支護能力造成嚴重影響,降低了煤礦開采的安全性。在采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩定與支護是煤炭產業發展的關鍵,是確保整個工程能夠順利、安全進行的重要因素。
關鍵詞:
采礦工程;煤礦深部;圍巖穩定與支護;對策
圍巖的結構面和應力狀態是影響圍巖穩定性的關鍵因素,煤礦的逐漸挖深很可能會改變圍巖的應力狀態,容易導致其產生裂縫,并且裂縫程度逐漸增大,不利于圍巖的穩定,破壞了其平衡性,需要對其全方面進行分析和研究。因此,為確保采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩定性需加強其支護工作,科學合理進行研究,有原則性地采取有效措施,確保工程能夠順利、安全進行。
1確保圍巖穩定性的關鍵問題
1.1根據實際情況考慮圍巖的應力減小
隨著煤礦開采的程度加深,圍巖的應力會變小,降低了圍巖的穩定性,因此需要根據實際情況及時做出調整。若僅僅是對圍巖的性質進行單一的支護手段處理,無法阻止巷道圍巖的變形,除此以外,同時也伴隨著大量的資金投入,其支護成本是相當高的。為了確保經濟效益的前提條件,針對圍巖應力減小現象應采取可靠、有效的經濟措施,可以從圍巖應力轉移的方向著手,從而改善圍巖的穩定性。經過實地考察,相關人員應科學、合理地進行實際分析,選擇優良的方案和先進的技術,找準圍巖應力的薄弱區進行應力轉移工作,從而保障巖巷圍巖的穩定性。
1.2增強圍巖強度圍巖的強度
是決定圍巖穩定性的關鍵因素,圍巖的強度越強,其穩定性越好,而圍巖的強度主要受錨桿影響,主要承擔改善遭到破碎的巖巷圍巖穩定性的作用。為了增強圍巖的強度,在整個支護措施中應重視改善錨桿方面的工作,通過提高錨桿的支護能力,從而加大錨固體的極限力度和殘余力度,將其作用發揮到最大化。在加強錨桿的支護強度過程中,既提高了整個巖巷圍巖的支護程度,同時也改善圍巖的穩定性。除此以外,還需要注重對深部破裂的巖巷圍巖進行加固處理,其處理方式可以通過注漿的形式進行。注漿的工作原理是對注漿區域對空氣和水進行隔絕,防止圍巖破碎區與空氣和水發生反應,從而被腐蝕,主要作用是對碎裂的區域進行加固和支護,進而能夠同時改善錨桿及圍巖的強度。在平時的開采工作當中,應定時檢查圍巖已破裂區和新增的破裂區,對關鍵部位進行反復加固,尤其是在圍巖的兩幫和底角部位應著重考察,采取注漿或者支護加強措施,改善錨桿和圍巖的強度,防止巖巷圍巖進一步變形和破碎。
1.3充分發揮圍巖本身的承載力
圍巖本身的承載力是決定圍巖穩定性的主要因素,在維持其穩定性能的同時應根據盡量發揮其自身的承載力來進行,其支護形式表現為三個方面:全斷面支護、可縮性支護、二次支護。其中全斷面支護顧名思義是要求能夠進行全方面考慮,對煤礦深部巖巷圍巖的任何一個斷面進行支護工作,由于在支護過程中所承受的荷載力皆是因為巖巷圍巖的變形導致的,其變形程度越大,其支護工作力度就越大,因此需要對煤礦深部巖巷圍巖進行全方面分析,額外注重關鍵部位的支護,確保整個支護結構的穩定和強度,促使支護工作能夠有效進行。當發生圍巖變形情況比較嚴重時,其支護所受的承載力比較大,此時可進行可縮性支護,主要工作原理是通過減小支護的荷載力,從而改善其穩定性。除此以外,圍巖也可能出現突然的變形,并且變形速度和變形程度都比較劇烈,而一次支護已經無法滿足圍巖的穩定性需求,不能進行持久的支護,這種情況下可以對其進行二次支護,經過充分的數據分析之后在最恰當的時間內實施,以達到最佳效果。
2采礦工程中煤礦深部巖巷圍巖穩定性控制支護對策
2.1采用錨桿支護技術
錨桿支護技術對維持圍巖穩定性至關重要,在其工作的過程中主要是發揮它的高預拉力、高強度、高剛度和高錨固點等優勢,并且每一個特點伴隨著不同的作用,從而確保支護的效果。當預拉力達到一定的力度時,有利于承載殼結構的形成,幫助應力向其他方面的轉移,有效控制了圍巖的穩定性。而錨桿技術的高強度特點主要是體現其高阻讓壓的能力,在實際應用中主要承擔控制圍巖穩定性的責任,具有重要意義。在材料的使用中一般選用高剛度材料進行組合,增強其承壓能力,從而控制圍巖的變形。
2.2進行注漿錨索加固
在不斷地進行實際演練操作中發現注漿錨索加固技術能夠從物理層面加強圍巖的穩定性,是維持煤礦深部巖巷圍巖穩定的重要方法。對圍巖的薄弱部位通過注漿的方法進行加固,使其由弱變強,與圍巖本身形成一個整體,加強圍巖的穩定性和受壓能力。其他的支護方法一般需要投入較大的資金,而進行注漿錨索加固技術所需要的成本是比較低的,并且其工作效果還是非常明顯的。注漿的操作過程是比較靈活的,對不同的部位有不同的效果,大大改善支護體的支護作用,并且能對裂縫進行空氣和水的隔絕。
2.3底板主動卸壓
圍巖所承受的壓力一般都是集中在底板上面,因此需要對底板進行卸壓處理,已減輕對地板所造成的壓力。而底板卸壓受多方面的因素影響,主要是卸壓槽的方向、深度、寬度和形狀與開巷的間隔時間等方面,在底板卸壓過程中需要將底板的應力進行轉移,降低圍巖承受的應力,從而避免巖道的變形和損壞。底板主動卸壓技術能夠調整整個圍巖的受壓情況,加強其承載力,進而改善煤礦深部巖巷圍巖穩定性。
2.4巖巷幫頂協同支護
除了底板的主動卸壓,同時可以進行巖巷幫頂的協同支護,使得圍巖的加強方面無后顧之憂。其中巖巷幫頂協同支護技術是建立在其他多方理論的基礎上進行延伸的,充分汲取了其他技術的理論并進行了改善,協同與其他支護共同進行,有效提高了圍巖的承載力。在巖巷幫頂協同支護下,對圍巖結構進行了加固,減小了圍巖的變形和受損,實現了圍巖整體穩定性支護的技術效果,在其他支護工作的實施上面提高了其安全系數。
3總結
隨著采礦工程力度的加強,煤礦的開采深度越來越深,嚴重影響了深部巖巷圍巖的穩定性,礦產開發人員應高度重視加強圍巖的穩定工作,從而確保開采工作安全、順利地進行。圍巖的穩定支護工作應有一定的原則和基礎,找準關鍵點后采取有效的措施和對策,真正實現圍巖支護工作的效益。
參考文獻:
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作者:白長江 單位:河南能源永煤公司城郊煤礦