制約煤礦發(fā)展論文
時間:2022-03-20 06:22:00
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摘要:近年來,錨桿支護技術在張集煤礦得到了廣泛應用,但受各種因素的影響,其安全可靠性問題日益凸顯,嚴重制約錨桿支護發(fā)展。因此,我們必須要采取有效措施提高錨桿支護的安全性。本文通過分析制約煤礦錨桿支護發(fā)展的主觀與客觀因素,分別從技術與管理角度提出發(fā)展建議。
關鍵字:煤礦;錨桿支護;施工;管理
1制約煤礦錨桿支護發(fā)展的主要因素
淮南礦業(yè)集團公司張集煤礦位于淮南市岳張集鎮(zhèn),煤層的賦存狀況較為復雜,自然條件差。隨著自然條件相對較好的13煤已快回采完畢,張集礦的主采煤層現(xiàn)已轉入6、8煤層。張集礦6、8煤屬典型的“三軟”煤層,煤層的頂軟、底軟,巷道受采動影響的問題較為突出。隨著開采深度的不斷加大,巷道壓力的顯現(xiàn)也日益明顯。以上這些因素都給巷道的支護與維護帶來了很大的困難,同時也對安全生產造成威脅。其次還存在一些主觀因素,主要表現(xiàn)在:
現(xiàn)有錨桿支護設計方法不完善、欠規(guī)范,一定程度上影響著錨桿支護的安全性。目前的錨桿支護理論較多。較成熟的有懸吊理論、組合巖梁作用理論、擠壓加固作用理論、圍巖松動圈支護理論及自穩(wěn)隱形拱理論等。這些理論都具有一定的適用性和偏頗性。不能從根本上解決所有地質條件下的巷道支護難題。而錨桿支護設計則通常根據其中一個理論進行簡單計算后再輔以工程經驗類比法進行??紤]的因素不全面,存在一定的片面性、盲目性,難以保證錨桿支護效果及其安全性。基于對客觀地質條件認識的程度不同。而依據不同的錨桿支護理論,進行錨桿支護設計,其支護的效果、支護的安全性有很大的差別。因此科學合理地進行煤層和頂板分類,規(guī)范煤錨支護設計是實現(xiàn)煤錨支護安全性亟待解決的問題,也是煤錨支護能否在更大的范圍和不同條件下推廣應用的關鍵。
錨桿施工機具性能差,不僅導致“三徑匹配”不合理,也在一定程度上限制了錨桿預緊力。對錨桿支護安全性構成負面影響?!叭龔狡ヅ洹辈缓侠碇苯訉е洛^固劑與圍巖、錨桿體與錨固劑間粘接強度的降低,使錨固力降低,而高預拉力則可以大大提高錨桿錨固效果和頂板穩(wěn)定性。防止頂板離層。
錨桿支護施工管理水平低對錨桿支護的安全性產生不利影響。錨桿支護質量是實現(xiàn)煤錨支護巷道安全性的前提,只有保證施工質量,才能實現(xiàn)現(xiàn)有理論設計下錨支巷道的安全性。但是目前各施工隊伍生產管理及施工水平參次不齊,或多或少存在著求效益而不注重支護過程管理的現(xiàn)象,使錨桿支護質量難以得到保證。
監(jiān)測手段落后,效果不好,可靠性不高,在一定程度上影響到錨桿支護的安全性。錨桿支護巷道頂板離層與錨桿受力情況的監(jiān)測是影響煤錨支護巷道安全性的又一個重要原因,而我們目前沒有可靠的頂板離層監(jiān)測辦法,錨桿受力情況無法了解,極難發(fā)現(xiàn)錨桿支護的隱患。因此,難以發(fā)現(xiàn)巷道存在隱患的空間位置。包括順巷道長度方向的地點和圍巖內部位置(錨固范圍內還是錨固范圍之外)以及產生隱患的原因,也就無法采取有效措施避免冒頂事故的發(fā)生。
2發(fā)展建議
2.1技術措施
圍巖是壓力顯現(xiàn)和傳遞的介質,是由載體轉變?yōu)橹С畜w的加固主體。特別是對6,8煤巷道這樣的直接頂均為層理、節(jié)理發(fā)育,強度較低的泥巖的“三軟”煤層巷道,用什么方式對其進行加固,加固體能否承受住外載的作用,這些都必須對巖體作全面的分析才能了解。因此,先進行工程地質調查,弄清圍巖的強度、結構、沉積變化及其完整性是進行設計工作的第一步。
外部荷載的大小決定了加固承載體的加固方式和強度。影響外部載荷大小的因素主要有巷道的埋深、有無煤柱及尺寸、巷道斷面的大小及尺寸、是否受采動影響以及是否處于構造應力區(qū)等,這些都是煤錨設計時所必須重點考慮的因素。對于具體的巷道還應對巖體節(jié)理發(fā)育程度、沉積變化和構造影響以及受幾次采動影響、是采后掘還是采時掘等等作評價或更細致的調查分析。
錨桿支護設計方法主要有工程類比法、理論計算法、數(shù)值模擬分析法。目前對錨桿支護機理的認識還不夠完善,支護計算存在一定的局限性、片面性,尚無科學實用的設計依據來確定錨桿支護參數(shù);因此對不同的地質條件、不同的煤層賦存狀況、不同的巷道性質選擇不同的支護形式和不同的支護參數(shù)。徹底改變了過去那種不論巷道條件如何變化,使用要求如何變化,而支護形式千篇一律的狀況。但這只是設計工作的開始,還需要在具體實施過程中,利用動態(tài)監(jiān)測等手段,嚴密監(jiān)測巷道頂板的變化情況,及時匯總,分析各方面的信息,作出修改。
動態(tài)信息采集的過程就是巷道施工后進行的礦壓監(jiān)測和支護變形監(jiān)測的過程。收集的信息主要包括頂板離層值,頂板下沉速度、頂?shù)装逡平考白冃嗡俾?、兩幫移近量及變形速率、液壓枕?shù)值以及支護結構的作用效果、破壞的部位、數(shù)量、結構缺陷等等。通過對礦壓監(jiān)測數(shù)據和支護變形情況的分析,來評判支護設計的適應性、合理性及存在的問題,并提出修改意見,使其不斷地完善。特別需要說明的是,巷道服務期間的調查結果是對支護設計是否合理和巷道能否適應系統(tǒng)安全生產需要的最終評判。而所謂的優(yōu)化設計無非是充分利用動態(tài)的過程信息,多次修正設計,最終盡量實現(xiàn)支護結構、形式和參數(shù)與支護強度要求的最佳匹配。
2.2管理措施
規(guī)范錨桿支護設計。針對現(xiàn)行錨桿支護設計的不足,根據實踐經驗,吸取教訓,對巷道圍巖根據不同區(qū)域、同一區(qū)域不同地點進行科學、合理的地質評估,結合地壓(巷道埋深)情況(垂直應力和水平應力)制定出符合張集煤礦實際的具有切實性和科學性的錨桿支護設計方案,堅持引進先進技術和基礎設施,優(yōu)化設計組合,舍得資金投入。
加強施工管理。首先,完善施工工藝,規(guī)范操作在不斷探索、試驗的基礎上,完善煤錨支護施工工藝,規(guī)范施工操作程序,保證錨桿安裝質量,使錨桿支護及時、主動的優(yōu)越性得以充分體現(xiàn),是提高煤錨安全性的一個基本措施。
其次,制定技術措施,強化落實制定切實、科學的煤錨支護設計規(guī)范,完善煤錨支護工藝的基礎上,編制出具有針對性的施工技術措施,強化措施落實,是保證錨桿支護質量,提高煤錨支護安全性的一個重要措施。
最后,完善錨桿支護質量檢查制度,嚴格施工過程的檢查監(jiān)督完善區(qū)隊施工過程中的錨桿支護質量檢測制度,做好日常的錨桿初錨力、錨固力等檢測工作,發(fā)現(xiàn)施工質量問題及時整改,是保證錨桿施工質量,提高煤錨支護安全性又一必要的基礎性措施。
做好錨桿受力與頂板離層監(jiān)測。要加大資金投入購置精度較高、實用的監(jiān)測和測試儀器,從日常觀測中隨時掌握錨桿支護受力變化情況及頂板異常情況,以便于及時處理,采取支護對策確保支護的安全性。
對觀測資料及時整理、分析、匯總,及時反饋,以便于及時進行錨桿支護設計的優(yōu)化調整,這是提高煤巷錨桿支護安全性不可缺少的重要一環(huán)。
結束語
錨桿支護技術是一項貌似簡單,實則復雜的系統(tǒng)工程,影響支護效果與成敗的因素很多。隨著科技進步,錨桿產品的規(guī)范化、精細化的生產以及錨桿支護檢測技術的完善,人們對錨桿支護作用機理認識的進一步深化,錨桿支護必將成為煤礦支護最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g。只要我們認真對待,注重研究,錨桿支護將會迎來更加迅速發(fā)展的時期。
參考文獻
[1]陳炎光,陸士良.中國煤礦巷道圍巖控制[M].徐州.中國礦業(yè)大學出版社.1994.
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