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摘 要:随着社会经济的发展,煤矿巷道施工技术也在逐步发展,要想了解煤矿软岩巷道支护技术的发展,首先就需要对煤矿、软岩、巷道进行深入的研究,从而才能更好的解决煤矿施工中的相关问题。本文就目前情况下煤矿产业软岩巷道支护中存在的问题,并提出一些合理化建议。
关键词:煤矿;巷道;支护技术;研究;发展
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)29-0244-02
1 软岩的概念
软岩一般分为工程软岩与地质软岩两大类。其中,工程软岩指的是在工程力的作用下能产生明显塑性形变的岩体,工程软岩是根据岩体的强度来决定的,地质软岩的特点就是孔隙大,强度相对较低,风化严重,本文中要论述的煤矿软岩就属地质于软岩,软岩巷道作为我国煤矿产业的一种开采技术的支撑,是我国煤矿行业的重要组成部分,所以一定要引起煤矿从业人员的重视。
2 煤矿软岩巷道常见问题
2.1 煤矿软岩巷道改变及原因
随着煤矿产业的不断开采,不断发展和更新,重组,国家限制开采以后,巷道深度的不断增加,巷道软岩的应用越来越广泛,技术领域也相对专业,如存在的实质性问题也有点多,软岩巷道处于软岩层的哪个位置,对于冠岩巷道的变形程度直接相关,就容易造成巷道的不稳定,甚至很多时候造成巷道的位子移动好偏离正确的挖掘地段,所以说巷道支护系统存在的问题是多元化的,也是有针对性的,其中比较突出的就是这么几点。
2.1.1 变形速度快,不易修复
在工作实践中发现,在巷道挖掘建造初期,巷道变形比较明显且比较快,但是在后期巷道固化以后变形速度会开始变慢,变形的症状依然明显,巷道能够完全承受重力切不容易变形的时间是一个月,一个月之后巷道的真正功能才能趋于稳定。巷道的稳定时间较长是因为软岩巷道深埋于地下状态,且长期是湿冷、不通风的环境,深度挖掘之后软岩的承压情况发生变化,巷道围岩因为受力原因分布的不同而造成的。
2.1.2 位置变形程度不同
软岩巷道由于都是处理深状态,且软岩的情况不同,受力均匀程度不同,所以变形程度会有所区别,且位移的偏离角度,偏差也不尽相同。有的会出现地板凸起,有的则是顶板下移或者重力沉下,而且两壁之间由于软岩,作业工具,技术水平深度等等因素,也会发生一切不同程度的变形,很大程度上底板与顶板的变形程度大于两壁。并且巷道的结构不同,技術方法不同,造成的变形情况也各不相同,一般最容易受到损害的是巷道的拱形部分,严重的情况下会造成巷道拱桥的墙体开裂,断层等。
2.1.3 受力原因存在时效性
巷道变形是有一定的时间特性,因此可以根据时间不同的时效性,出现一些规律性的变化,一般都是安装时间越短,造成的变成性程度越大,安装时间越长,变形程度会相对减小。所以在把握时间特性的基础上,怎么更好的坚固巷道支护系统,是我们面临的巨大考验。
2.2 巷道支护系统强度不够
在我国传统的软岩巷道支护系统设计初期,由于技术人员只是用于设计,但是没有在实践过程中对巷道变形的位置,没有进行充分的了解,也没有很深刻的认识,所以在设计巷道支护系统时对于巷道支护的强度设计不够,且材料掌握性不好,所以在支护系统打防御上出现问题。
2.3 锚杆支护强度不够
锚杆支护是煤矿巷道支护系统一个重要的组成部分,锚杆的强度越好,对应的防护能力就越高。锚杆支护的强度判断依据是预应力,就是预测应该支撑的能力是多少,这个预应力的预测越准确,判断锚杆支护的能力就越高,对于后期的施工,支护系统的维护,安全性能的提高,有很大的帮助,因此,在铺杆的安装设计中,需要根据实际情况,慎重考虑,让锚杆的支护强度能够达到完美的要求,更大程度上起到保护软岩巷道的完整性和安全性。
2.4 地应力区支护强度不够
地应力,地应力也是软岩巷道支护系统中一个不可或缺的因素之一,它有两个种类一个是水平主应力,一个是垂直主应力。在设计时,设计煤矿巷道的支护系统时,也要准确的预测地应力的指标和数据,如果设计师对地应力的预估不准确,造成设计的煤矿巷道就会不合理,就会造成应力区的支护强度不够,从而造成巷道的严重变形,很大程度上影响煤矿工作的正常开采和煤矿工人的安全问题。
2.5 施工过程中的质量问题
软岩施工阶段中,假如施工人员在进行爆工作时,没有严格按照爆破规范操作,或者爆破程度达不到等等因素,就会很大程度上造成,巷道的挖掘和巷道的设计不能很好的结合。因此,在后期的施工过程中,会出现参数不一致,巷道不完整,设计不合理等,也会很大程度上影响巷道的成形效果不理想,严重是,甚至巷道结构都需要调整,且在后期验收过中,如果验收人员责任心不强、不仔细、不认真、没有认真检测,就会给巷道留下很大安全隐患。
3 煤矿软岩巷道技术要点及分析
3.1 合理把控支护时间
支护时间在巷道的挖掘过程中,起着很大的作用,由于支护时间的变化,要很好的调整支护的结构和施工时间。在岩层处于可塑性时抓紧时间进行,如果没有及时有效的进行支护处理,塑性区就会发证严重变形,成为了松动皮换去,破坏区不同于塑性区,松动破坏地区根本不具备任何的承载能力。所以在巷道支护的系统中,这个支护时间也是关键性的技术性指标之一。因此,一定要在层出库可塑性时,合理安排时间,充分准备才是保证安全生产的一大重要措施。
3.2 锚杆的联合支护技术
为了提高软岩支护系统的稳定性和安全性,在传统的工艺拘技术上及支护系统的结构设计中,我们添加了很多的新兴技术,一些新兴设备,其中锚杆的作用非常的突出,也是我们至今运用最广泛的一种工具。其中有两种技术相对先进,安全性能更高,一种是锚网喷技术一种是锚注支护技术,在锚网喷技术中,麦秆会被固定在没有被破坏的岩体上,防止软岩周围的围岩松动,然后在岩体上浇筑已定比例的混凝土加固围岩的表面,不易松动,防止岩层的掉落。而且在喷层中加设钢筋网,更大程度上加固了喷射层的强度和坚固性,更加增强了支护系统的安全性和坚固性,也大大增强了支护系统的整体性。锚杆、混凝土层和钢筋网这把这三者很好的运用到煤矿巷道的支护系统中,是一个很大的突破也是一个很大创新,因为在这个里面结合了很对我原理,有力的相互作用,有围岩自身具备的承载能力,既能很好的达到效果,也遵从了物质本身的特性,还能更好的保证巷道的稳定性,不会出现反复维修,修复困难的一些难题。
锚杆加注技术是在巷道开挖以后,对巷道周围的围岩进行混凝土浇灌,在浇灌的过程中,有序的加入锚杆,以锚杆做固定支点,进行注浆,注浆过后,锚杆能很好的加固,围岩也能很好的被凝固,减少变形的严重程度,很大程度上保证了巷道的通常运行和施工的简便性,这锚杆,注浆,围岩三个方面都能得到很好利用和保障,支护系统也能保证很好的完整性和安全性。
4 结 语
软岩巷道支护技术是一项复杂且关系重大的一项工作,因为不仅仅是工作环境的恶劣,也因为我们国家很多技术呈现出来的不成熟化,很多先进技术的改进和应用还不是很普遍,虽然技术上已经有了很大的创新和突破,但是对于我们煤矿工作人员和煤矿巷道设计施工人员还远远不够,理论和实践相结合,创新和技术共发展才是我们新的源泉,也是我们软岩巷道技术后期要发展的重中之重,望所有的煤矿企业,都能够引起重视,因为安全生产是我们的第一步,也是我们发展生产的第一步,确保人身安全就是我们最大的责任。
参考文献
[1]何满潮.调动深部围岩强度21世纪软岩巷道支护新方向[C].2012.
[2]谢 拓.煤矿软岩巷道支护技术的研究及发展[J].科技与企业2014(02).
[3]齐俊铭.巷道支护技术探讨[J].科技信息,2011(25).
[4]李殿国.煤矿软岩巷道支护技术新进展[J].煤炭科学技术,2010,38(4):37~39.
[5]赵丽明,潘启新,王宏伟,董艳军.煤矿软岩巷道支护技术研究[J].中国矿业,2008,17(4):79~82.
收稿日期:2018-8-26
关键词:煤矿;巷道;支护技术;研究;发展
中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)29-0244-02
1 软岩的概念
软岩一般分为工程软岩与地质软岩两大类。其中,工程软岩指的是在工程力的作用下能产生明显塑性形变的岩体,工程软岩是根据岩体的强度来决定的,地质软岩的特点就是孔隙大,强度相对较低,风化严重,本文中要论述的煤矿软岩就属地质于软岩,软岩巷道作为我国煤矿产业的一种开采技术的支撑,是我国煤矿行业的重要组成部分,所以一定要引起煤矿从业人员的重视。
2 煤矿软岩巷道常见问题
2.1 煤矿软岩巷道改变及原因
随着煤矿产业的不断开采,不断发展和更新,重组,国家限制开采以后,巷道深度的不断增加,巷道软岩的应用越来越广泛,技术领域也相对专业,如存在的实质性问题也有点多,软岩巷道处于软岩层的哪个位置,对于冠岩巷道的变形程度直接相关,就容易造成巷道的不稳定,甚至很多时候造成巷道的位子移动好偏离正确的挖掘地段,所以说巷道支护系统存在的问题是多元化的,也是有针对性的,其中比较突出的就是这么几点。
2.1.1 变形速度快,不易修复
在工作实践中发现,在巷道挖掘建造初期,巷道变形比较明显且比较快,但是在后期巷道固化以后变形速度会开始变慢,变形的症状依然明显,巷道能够完全承受重力切不容易变形的时间是一个月,一个月之后巷道的真正功能才能趋于稳定。巷道的稳定时间较长是因为软岩巷道深埋于地下状态,且长期是湿冷、不通风的环境,深度挖掘之后软岩的承压情况发生变化,巷道围岩因为受力原因分布的不同而造成的。
2.1.2 位置变形程度不同
软岩巷道由于都是处理深状态,且软岩的情况不同,受力均匀程度不同,所以变形程度会有所区别,且位移的偏离角度,偏差也不尽相同。有的会出现地板凸起,有的则是顶板下移或者重力沉下,而且两壁之间由于软岩,作业工具,技术水平深度等等因素,也会发生一切不同程度的变形,很大程度上底板与顶板的变形程度大于两壁。并且巷道的结构不同,技術方法不同,造成的变形情况也各不相同,一般最容易受到损害的是巷道的拱形部分,严重的情况下会造成巷道拱桥的墙体开裂,断层等。
2.1.3 受力原因存在时效性
巷道变形是有一定的时间特性,因此可以根据时间不同的时效性,出现一些规律性的变化,一般都是安装时间越短,造成的变成性程度越大,安装时间越长,变形程度会相对减小。所以在把握时间特性的基础上,怎么更好的坚固巷道支护系统,是我们面临的巨大考验。
2.2 巷道支护系统强度不够
在我国传统的软岩巷道支护系统设计初期,由于技术人员只是用于设计,但是没有在实践过程中对巷道变形的位置,没有进行充分的了解,也没有很深刻的认识,所以在设计巷道支护系统时对于巷道支护的强度设计不够,且材料掌握性不好,所以在支护系统打防御上出现问题。
2.3 锚杆支护强度不够
锚杆支护是煤矿巷道支护系统一个重要的组成部分,锚杆的强度越好,对应的防护能力就越高。锚杆支护的强度判断依据是预应力,就是预测应该支撑的能力是多少,这个预应力的预测越准确,判断锚杆支护的能力就越高,对于后期的施工,支护系统的维护,安全性能的提高,有很大的帮助,因此,在铺杆的安装设计中,需要根据实际情况,慎重考虑,让锚杆的支护强度能够达到完美的要求,更大程度上起到保护软岩巷道的完整性和安全性。
2.4 地应力区支护强度不够
地应力,地应力也是软岩巷道支护系统中一个不可或缺的因素之一,它有两个种类一个是水平主应力,一个是垂直主应力。在设计时,设计煤矿巷道的支护系统时,也要准确的预测地应力的指标和数据,如果设计师对地应力的预估不准确,造成设计的煤矿巷道就会不合理,就会造成应力区的支护强度不够,从而造成巷道的严重变形,很大程度上影响煤矿工作的正常开采和煤矿工人的安全问题。
2.5 施工过程中的质量问题
软岩施工阶段中,假如施工人员在进行爆工作时,没有严格按照爆破规范操作,或者爆破程度达不到等等因素,就会很大程度上造成,巷道的挖掘和巷道的设计不能很好的结合。因此,在后期的施工过程中,会出现参数不一致,巷道不完整,设计不合理等,也会很大程度上影响巷道的成形效果不理想,严重是,甚至巷道结构都需要调整,且在后期验收过中,如果验收人员责任心不强、不仔细、不认真、没有认真检测,就会给巷道留下很大安全隐患。
3 煤矿软岩巷道技术要点及分析
3.1 合理把控支护时间
支护时间在巷道的挖掘过程中,起着很大的作用,由于支护时间的变化,要很好的调整支护的结构和施工时间。在岩层处于可塑性时抓紧时间进行,如果没有及时有效的进行支护处理,塑性区就会发证严重变形,成为了松动皮换去,破坏区不同于塑性区,松动破坏地区根本不具备任何的承载能力。所以在巷道支护的系统中,这个支护时间也是关键性的技术性指标之一。因此,一定要在层出库可塑性时,合理安排时间,充分准备才是保证安全生产的一大重要措施。
3.2 锚杆的联合支护技术
为了提高软岩支护系统的稳定性和安全性,在传统的工艺拘技术上及支护系统的结构设计中,我们添加了很多的新兴技术,一些新兴设备,其中锚杆的作用非常的突出,也是我们至今运用最广泛的一种工具。其中有两种技术相对先进,安全性能更高,一种是锚网喷技术一种是锚注支护技术,在锚网喷技术中,麦秆会被固定在没有被破坏的岩体上,防止软岩周围的围岩松动,然后在岩体上浇筑已定比例的混凝土加固围岩的表面,不易松动,防止岩层的掉落。而且在喷层中加设钢筋网,更大程度上加固了喷射层的强度和坚固性,更加增强了支护系统的安全性和坚固性,也大大增强了支护系统的整体性。锚杆、混凝土层和钢筋网这把这三者很好的运用到煤矿巷道的支护系统中,是一个很大的突破也是一个很大创新,因为在这个里面结合了很对我原理,有力的相互作用,有围岩自身具备的承载能力,既能很好的达到效果,也遵从了物质本身的特性,还能更好的保证巷道的稳定性,不会出现反复维修,修复困难的一些难题。
锚杆加注技术是在巷道开挖以后,对巷道周围的围岩进行混凝土浇灌,在浇灌的过程中,有序的加入锚杆,以锚杆做固定支点,进行注浆,注浆过后,锚杆能很好的加固,围岩也能很好的被凝固,减少变形的严重程度,很大程度上保证了巷道的通常运行和施工的简便性,这锚杆,注浆,围岩三个方面都能得到很好利用和保障,支护系统也能保证很好的完整性和安全性。
4 结 语
软岩巷道支护技术是一项复杂且关系重大的一项工作,因为不仅仅是工作环境的恶劣,也因为我们国家很多技术呈现出来的不成熟化,很多先进技术的改进和应用还不是很普遍,虽然技术上已经有了很大的创新和突破,但是对于我们煤矿工作人员和煤矿巷道设计施工人员还远远不够,理论和实践相结合,创新和技术共发展才是我们新的源泉,也是我们软岩巷道技术后期要发展的重中之重,望所有的煤矿企业,都能够引起重视,因为安全生产是我们的第一步,也是我们发展生产的第一步,确保人身安全就是我们最大的责任。
参考文献
[1]何满潮.调动深部围岩强度21世纪软岩巷道支护新方向[C].2012.
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[5]赵丽明,潘启新,王宏伟,董艳军.煤矿软岩巷道支护技术研究[J].中国矿业,2008,17(4):79~82.
收稿日期:2018-8-26