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1煤礦生產系統中回采工藝優化
1.1煤礦回采主要生產工藝
我國煤炭回采工藝分為炮采、普采、高檔普采、綜采、綜放等,目前使用比較多的是高檔普采、綜采與綜放,而爆破采煤只在小煤礦采用。
A.普采。普通機械化采煤與爆破采煤工藝的區別在于普通機械化采煤的破煤和裝煤實現了機械化。支護可采用單體液壓支柱。根據煤層的厚度和煤的硬度選用中功率甚至是大功率的雙搖臂滾筒采煤機,使采煤機的割煤和裝煤能力大為提高,甚至還具有破碎大塊煤的能力。其生產工藝為:割煤—清浮煤—移溜—支護葉回柱。
B.綜放。綜采放頂煤采煤工藝是在綜合機械化采煤的基礎上發展起來的先進采煤工藝。綜采放頂煤采煤法的實施是在厚煤層底部布置一個采煤工作面,利用正常的綜合機械化采煤法進行回采,工作面上方的頂煤利用礦山壓力的作用或人工松動的方法使其破碎,并隨工作面推進將工作面上方的頂煤回收運出。其生產工藝為:割煤—清浮煤—移溜—移架—放頂煤。
C.充填。充填是采用充填類采礦法礦山的一個主要生產工序。礦山充填是一個復雜的系統工程,涉及充填材料選擇、充填混合料配比優化、充填料漿制備及輸送、采場充填工藝、充填質量保證等環節。根據所采用的充填材料和充填材料輸送方式的不同,充填工藝分為干式充填、水沙充填和膠結充填3大類。其生產工藝為:割煤—清浮煤—移溜—充填—移架。
1.2煤礦回采生產工藝優化
回采、掘進等工藝優化就是要對生產過程、環節以及生產工序進行優化組織,合理安排生產進度,改進和完善操作程序,優化生產系統,節能降耗,降低生產運行成本,從而提高煤炭企業的整體效益。煤炭生產環節多,組織復雜,工作地點多,運輸、供電、通風等點多、量少,占用設施設備多,針對這種情況,煤炭行業利用系統優化理論,科學規劃掘進及回采工作面,在條件允許的情況下,盡可能集中到一個區域,能夠減少運輸工作量,減少風耗、能耗等問題。盡可能壓縮回采工作面數量,采用大采區、大工作面的生產模式,提高工作效率,減少能耗。
A.采用正規循環作業。正規循環作業是指按工作面生產過程配套的工種及定員,在一晝夜內,遵循一定的回采工藝順序,保證質量,按時完成既定任務并周而復始地進行采煤作業。采用正規循環作業可以使工作面按計劃、有節奏地進行生產,并使回采面空間、工作時間和設備得以充分利用,合理地組織勞動生產。B.網絡圖優化。通過時差的調整,以最佳方案、最小的物資消耗,取得最大的經濟效果,使整個生產管理工作更加科學化和合理化。網絡圖的優化方法:第一,縮短工程完工時間。通過繪制網絡圖,就可以得到初始的計劃方案。關鍵線路是網絡圖的核心,它決定了整個工程的完工時間,縮短每一道關鍵工序的工時都能縮短整個工程完工時間。在人、財、物有保證的前提下,對初始方案進行調整和改善,進一步縮短整個工程完工時間,為此可以采取以下措施:a.檢查工時;
b.細分工序;c.調配力量;d.檢查修正。第二,人力、設備、動力的合理安排。在編制網絡圖時,除了考慮工程進度外,也要盡量合理地安排人力、設備、動力等資源。一項工程的人力、設備、動力必須均勻安排,這不僅能使人員減少流動,而且總需要量也能降到最低。
C.系統優化。回采工作面生產系統是采運、通風與支護系統構成的復合系統。對回采生產工藝進行系統優化,就是要減少回采工藝中不必要的工序或環節,使生產系統向有序、穩態和高效方向發展。如:優化綜放工作面集合參數,減少停采煤柱;選擇合理的放煤步距;優化放煤方式;優化施工組織等提高回采工作面采出率,創建高產高效生產模式。通過對回采工藝進行優化,科學規劃回采工作面,合理安排生產進度,縮短運行距離,減少運輸工作量,從而降低風耗、能耗,進而達到節約能源的目的。通過回采工藝的優化可以使回采工作面的工作時間和設備得以充分利用,以最少物資消耗,取得最大的經濟收益。同時,還可以協調各工序的平穩運行,減少工序中無序作業所帶來的能源浪費與人力、物力消耗,不斷提高回采工作面的生產效率,提高礦區的整體效益。
2煤礦掘進工藝優化
巷道主要有三種類型:巖巷、煤巷、半煤巖巷。目前巷道掘進工藝主要有兩種:炮掘和綜掘。在目前的大型國有煤礦中,視巖層賦存情況,炮掘和綜掘并用。
2.1煤礦掘進生產工藝
A.綜掘工藝。煤巷綜掘是一種破煤、裝煤、運煤三大工序全部由掘進機連續完成的作業方式,與炮掘相比具有工序少、速度快、效率高、質量好、施工安全、工人勞動強度小的優點。綜掘工藝簡單介紹為:破巖—裝矸—運輸—支護。其具體施工工序流程:交接班—安全質量檢查、找線、畫線、準備工作、綜掘機班檢—開啟后側運輸系統—開啟掘進機進刀、割煤、出煤—臨時支護、鋪網上托粱—后退綜掘機—打注頂板錨機、兩幫錨桿—拉膠帶機尾(或延刮板輸送機)—清理釘道。綜掘與炮掘的主要區別在于破煤、裝煤工序上,省去了打眼、裝藥、連線、爆破、排煙等待、耙裝、人工出煤等時間。
B.炮掘工藝。炮掘工藝可簡單表述為:打眼—裝藥—爆破—裝矸—運輸—支護。其具體施工順序為:交接班—安全質量檢查、找線、準備工作—打迎頭炮眼—裝藥、連線—爆破、通風—臨時支護、出煤—打頂部錨桿及幫部錨桿—釘道、延刮板輸送機、清理。
2.2煤礦掘進工藝的優化
掘進生產工藝主要包括:采掘、運輸、通風。各工序中包含著不同的生產環節,各環節的整體協同性決定了掘進生產效率的高低。巷道掘進工藝復雜,通過優化掘進工藝,可以提升掘進效率,降低設備故障,減少人員占用,降低員工勞動強度,緩和采掘矛盾,有利于加強現場管理,提高工作效率。同時對掘進工藝優化還能降低能耗,降低生產運行成本,推動礦區能源管理工作。通過掘進工藝優化可以減少運行距離、通風距離以及通風量,從而達到節約能源的目的。掘進工藝優化增加了平行運行作業時間,減少設備空運行時間,降低無序作業的人力、物力、財力及能源的消耗,提高礦區的經濟效益。同時還可以科學規劃掘進工作面,合理安排生產進度,協調各工序的平穩運行,不斷提高掘進工作面的生產效率。
參考文獻:
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關鍵詞:采煤概論 教學特色 地區煤田
煤的形成從高等植物泥炭褐煤煙煤無煙煤,需要一個漫長的地質歷史過程,比如遼寧煤田的成煤期是在晚生代、中生代和新生代三個時期。晚生代含煤地層有石炭系上統太原組及二疊系下統山西組,分布在遼寧東部太子河流域的主要有本溪煤田、下遼河平原的紅陽煤田;遼寧西部地區的南票煤田以及紅螺峴、楊家杖子、朝陽等地;此外遼東半島的復州灣董家溝等地亦有零星分布。中生代有侏羅系下、中統和上統,下中統主要分布在北票、朝陽、和尚溝和南票雙塔溝和遼東田師傅、馬架子等地;上統為本省主要含煤地帶,主要分布地有阜新、鐵法及彰武等地。新生代第三系分布在撫順、沈北、清源及沈陽南郊永樂等地。成煤是有條件的:第一,植物條件。大量植物繁殖是形成煤的基本條件,植物的大量生長繁殖是在地球形成數十億年以后,因此煤炭的形成也是近幾億年才開始的。我國的成煤時代是石炭二疊紀、三疊侏羅紀和第三紀。第二,必須有溫暖潮濕的氣候條件。換句話說,就是必須有適合于植物生長的溫度和濕度,還應有利于沼澤的發育。第三,地理環境。就是必須有植物的生長、死亡、堆積并且使這些植物遺體不至于完全氧化的地理環境。第四,地殼運動。地殼運動莫不如說是地殼下沉,最好是下沉的速度與植物沉積的速度一致為宜。而在成煤過程中可能會遇到河流的沖刷,大自然的風化、剝蝕及地殼運動等,最后形成有開采價值的煤層要經歷許多“磨難”。從煤層形成的條件來看,按現在的環境是成不了煤的,就連植物堆積這一條件都滿足不了。前年,筆者去過海拉爾和雞西,路過大、小興安嶺,原始森林越來越少,雞西的虎林和林口兩縣原來都是林區,現在大多數都變成了耕地,而且樹木的砍伐速度遠遠超過樹的生長速度。遠古時期,我們遼寧是一片荒野,生長著大量的樹木和其他植被,它們春天生長,秋天死亡才有了植物的堆積,才有了今天的各大煤田,現在的環境根本成不了煤。
解放初期,有這樣一句話叫做“中國地大物博”,現在看來這句話已經不適用了。20世紀五六十年代,遼寧的撫順稱為“煤都”,鞍山稱為“鋼都”,而現在的撫順煤田四個礦井中兩個已經報廢,只有老虎臺和西露天礦能采少量的煤;而鋼都鞍山在全國的排名也已經逐步落后。原來遼寧有沈陽、撫順、本溪、鐵法、阜新、南票和北票等大型煤炭企業,現在大部分礦井已經報廢或尾采。煤炭資源越采越少,幾近枯竭。因此,我們必須節約利用,給子孫后代留下一點寶貴的資源。雖然2010年在鐵嶺昌圖的古榆樹鎮發現了10多億噸的褐煤煤田;2012年在阜新的彰武發現了1.73億噸的褐煤煤田,但昌圖煤田煤層埋藏在1500米以下,開采十分困難。既然煤炭資源如此珍貴,且不可能再生,因此,我們必須合理開發利用煤炭資源,克服長期以來煤炭開發過程中采富棄貧,采主棄副及小煤窯私挖濫采的不良現象。
我們要按設計規范的規定達到回采率(即薄煤層大于85%;中厚煤層大于80%;厚煤層大于75%)要求,嚴格執行我國的《礦產資源法》和《環境保護法》等法律,并應采取如下措施:
一是要尋找煤炭資源合理開發利用的有效途徑。根據市場的需求合理建設開發煤炭資源,肥瘦搭配、珍惜每一噸煤,提高回收率,盡量利用先進技術,提高煤炭生產的機械化程度。
二是開發煤炭資源的技術措施,如:合理布置采掘工作面、合理選擇回采工藝、合理安排工作面的開采順序。
三是加強儲量管理。
四是要依法規范小煤窯,嚴格執行國家法律,嚴禁過界開采,嚴禁胡采亂掘。
五是要注意環境保護,做到文明生產,降低煤炭開采中對周圍環境的污染。
總之,我們只有按科學規律辦事,充分利用有限的自然資源,對開采煤層要做到精采細采,延長礦井的服務年限,才能保證煤炭資源在建設小康和加快和諧社會建設中起到積極作用。這是我們煤炭人在現階段和今后一個時期的一項艱巨而又重要的任務,因此我們必須高度重視,堅持實施科學開采、綠色開采、計劃開采,并結合本地區煤田概況開展教學,這樣采煤概論課程教學的效果將會更好。
參考文獻:
摘要:本文就如何加強煤礦設備管理強調,要認真落實煤礦機電運輸安全管理責任,要切實提升煤礦供電安全保障水平,要加強電氣設備安全性能管理,要完善提升運輸設施,要加強煤礦機電運輸設備檢驗檢修工作,要加強煤礦職工安全教育和培訓,要深入開展機電運輸安全質量標準化工作。確保礦山機電設備的安全運轉,實現礦山生產又好又快發展。
關鍵詞:煤礦;設備;安全管理
為保障煤礦安全生產,現就如何加強煤礦機電運輸安全管理工作談下自已的想法:
一、認真落實煤礦機電運輸安全管理責任
煤礦企業要高度重視機電運輸安全管理工作,設立專門機構,明確分管負責人,配備足夠的專業技術人員。要建立健全礦井機電運輸裝備、材料等物資的采購供應管理、入井檢驗、安裝交接驗收、巡回檢查、定期檢測檢驗、維護保養、檢修以及報廢淘汰等制度,明確崗位職責。要健全完善機電運輸裝備管理臺賬和技術資料檔案,嚴格執行《煤礦安全規程》、作業規程和操作規程,加強設備維修檢查和運行狀況的動態管理。要嚴格崗位責任考核,建立健全并嚴格執行“三違”處罰與教育規定,確保各項制度落到實處。
二、切實提升煤礦供電安全保障水平
煤礦井下供電系統必須按照《煤礦安全規程》要求,裝設靈敏可靠的過流、漏電、接地保護裝置,而且每年必須對供電系統繼電保護進行一次核算、調校和整定,并進行一次預防性試驗,每天必須對低壓檢漏裝置進行一次跳閘試驗;直接向井下供電的高壓饋電線上,嚴禁裝設自動重合閘;供電設施必須按照《煤礦安全規程》要求裝設可靠的防雷電裝置。所有開關的閉鎖裝置必須能可靠地防止擅自送電。煤電鉆、井下照明和信號裝置必須采用綜合保護。
煤礦企業必須嚴格執行停送電工作票制度。操作電氣設備必須配備絕緣設施。井下不得帶電檢修和帶電搬遷電氣設備、電纜、電線;檢修或搬遷前,必須切斷電源,檢查瓦斯,切斷電源的開關把手必須閉鎖,并懸掛警示牌;對帶有儲能元件的電氣設備,切斷電源后應經充分放電,達到規定的延遲時間后,方可開蓋檢修。
三、加強電氣設備安全性能管理
煤礦機電、提升、運輸系統使用的礦用產品,凡是納入安全標志管理的,必須取得煤礦礦用產品安全標志,嚴禁使用國家明令禁止或淘汰的機電設備、電纜。煤礦用于提升人員的絞車、鋼絲繩、提升容器、斜井人車、防爆電氣等設備沒有礦用產品安全標志的,要立即停止使用或按要求更換。煤礦新購進、檢修或者大修的電氣設備入井前,應檢查其“產品合格證”、“煤礦礦用產品安全標志”及安全性能;檢查合格并由具備資格的人員簽發合格證后方準入井。
四、完善提升運輸設施
煤礦企業要完善提升運輸系統的各類安全保護裝置,傳動設備必須有護罩、護欄。礦井主要提升裝置必須嚴格按照《煤礦安全規程》規定,裝設保險裝置和后備保護裝置,運行時嚴禁甩掉保險裝置。各種保險裝置必須動作靈敏、性能可靠。提升機的電控系統、液壓及機械制動系統必須可靠,各種閉鎖關系正確,制動能力滿足安全控制要求。斜井提升連接裝置要可靠,必須裝設保險繩。斜井井巷中防跑車與跑車防護裝置等安全設施必須齊全、完善,提升時嚴格執行“行車不行人、行人不行車”規定。帶式輸送機必須使用阻燃輸送帶,各類保護裝置必須齊全、可靠;采用鋼絲繩牽引帶式輸送機或者鋼絲繩芯帶式輸送機運送人員時,嚴禁同時運送物料。電機車架空線的懸掛高度必須符合規定要求。機車、無軌膠輪車警鈴或警笛必須齊全完好,前有照明,后有紅燈,并有防止碰頭、追尾事故的技術措施。同一水平使用3臺以上電機車時,應使用帶有電氣閉鎖的信號裝置;行駛機車臺數大于5臺時,必須使用“信、集、閉”系統。嚴禁提升運輸設備超負荷或帶病運轉,嚴禁超期服役,嚴禁非防爆機動車入井。
五、加強煤礦機電運輸設備檢驗檢修工作
煤礦企業必須嚴格按照有關規定對主提升、主通風、主排水、壓風設備,供電系統保護、防雷接地裝置,電纜和鋼絲繩等進行定期檢驗;要按規定對安全儀器儀表進行周期鑒定和標校,嚴禁使用未按規定檢驗或檢驗不合格的產品。專門升降人員及混合提升的系統每年應進行一次性能測定,其它提升系統至少每3年進行一次性能測定;對斜巷人車和立井升降人員使用的罐籠防墜器每年進行一次脫鉤試驗,每半年進行一次不脫鉤試驗;提升裝置使用的鋼絲繩及連接裝置必須按規定進行檢驗,對磨損、銹蝕斷絲超限的鋼絲繩和不合格的連接裝置必須及時更換,不得違章使用。新安裝的主要通風機投入使用前,必須進行一次通風機性能測定和試運轉工作。在用主要通風機、主排水設備至少每月檢查一次,按規定進行性能測定。水泵、水管、閘閥、排水用的配電設備和輸電線路,每年雨季前必須進行一次全面檢修,并進行一次聯合排水試驗。檢測檢驗工作必須由具備資質的安全生產檢測檢驗機構承擔,嚴格按照國家有關規定進行。有關部門要加強監管,規范檢測檢驗機構的中介行為,保證檢測檢驗質量。
六、加強煤礦職工安全教育和培訓
煤礦企業要加強機電運輸從業人員的安全培訓工作,建立健全培訓檔案,電鉗工、防爆檢查工、絞車司機、輸送機司機、信號工、把鉤工、電機車司機、采掘機組司機等作業人員必須經過專門安全培訓并取得相應資格證書后,方可持證上崗作業。要宣傳相關規定和安全常識,提高從業人員安全意識和技術水平,規范操作行為。要教育職工,嚴禁超載提升運輸,嚴禁超員乘坐人車或罐籠,嚴禁刮板運輸機和非設計允許的膠帶輸送機乘運人員,嚴禁扒車、跳車和坐礦車。
七、深入開展機電運輸安全質量標準化工作
煤礦企業要把機電運輸安全質量標準化作為煤礦安全生產基礎管理的一項重點工作來抓,確保設備完好、質量達標。要加大投入,加快機電運輸設備的更新換代,積極推廣使用新技術、新材料和新工藝,努力提高安全裝備水平。應建立煤礦安全生產綜合監控系統,實現對礦井供電、提升、運輸、排水、壓風、通風、采掘、瓦斯抽放等系統機電設備的遠程監測監控,提高設備控制自動化、機電運輸安全管理信息化水平。
參考文獻:
(淮北礦業集團蘆嶺煤礦,安徽 宿州 234000)
摘要:本文依據蘆嶺-900大巷生產中所面臨的變形、破碎等急需解決的問題,分別通過理論分析頂板來壓、底鼓的原因,及后期采取的支護方案進行總結,得出了巷道圍巖在不同支護方案下的圍巖應力應變情況,為深部開挖總結一些經驗。
關鍵詞 :軟巖巷道;頂板來壓;巷道支護;巷道底鼓
中圖分類號:TD3文獻標志碼:A文章編號:1000-8772(2014)19-0203-01
1引言
巷道底鼓是一個非常復雜的物理變化及力學作用的過程,它與巷道圍巖性質、應力狀態及采取的支護方式有很大的關系[1-3]。蘆嶺-900大巷的底鼓,應該有以下原因引起的:
(1)圍巖含有黏土類礦物成分。-900大巷為蘆嶺三水平開拓大巷,布置在10煤底板、局部圍巖強度較低,圍巖成分主要是粉砂巖,泥質膠結,性脆。頂板泥巖主要有高嶺石等礦物含量較高。黏土礦物遇水膨脹是引起底鼓的重要物理原因。
(2)水的影響:-900大巷富黏土礦物的底板巖層長期處于侵水狀態時,侵水進入巖層引起底板巖層體積增加,并且降低巖層強度,使底板成為釋放地應力的突破口,加速底板變形。
(3)深部構造力的影響
圍巖存在較大的自身重力。構造應力與巷道軸向夾角巖層的走向大概在20度左右,加速了巷道的變形量。
(4)巷道支護不合理
二次支護只是一次支護簡單的重復,不能起到彌補加強的作用,而且后期的錨索退勁現象嚴重,錨索梁大規模的變形。
2 巷道底鼓的治理技術
2.1支護形式的確定
針對-900大巷的圍巖條件和服務年限,結合近年來深部軟弱巖層支護技術研究的最新研究成果,及-900大巷局部修復段的成功經驗,提出了巖石內部加固注漿穩定圍巖,外部骨架式鋼帶支護圍巖的方式。然后采用深部高壓注漿,延伸注漿半徑[4-5]。
2.1支護參數的優化
注漿錨桿規格φ20×2000mm(利用鋼管加工),一般滯后于二次支護后或穿叉于二次支護之間打設,全面斷矩形布置,間、排距1600×1600mm。采用適時全面斷注漿加固圍巖。注水泥單液漿,水灰比1:1,注漿終壓定為3MPa,封孔采用快速水泥卷,封孔長度500mm。
3 治理效果及結論
通過對巷道頂幫進行錨帶支護、注水泥漿及底板錨注支護。封閉了巷道圍巖的裂隙,也減少了底板進水量。使破碎底板圍巖被膠結成拱形連續體,改善了巷道圍巖的條件,提高了頂幫及底板巖層的硬度,增大了承載能力(見圖1)。治理效果較好。
參考文獻:
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關鍵詞:巷道斷面;冒頂;斷面優化;巷道支護
中圖分類號:TD322+.1 文獻標識碼:A
1 概述
頂板事故是煤礦生產的主要災害之一,是指在地下采煤過程中,頂板意外冒落造成作業人員傷亡、設備損壞、生產終止的事故。煤礦頂板事故主要受頂板巖性、巷道斷面形狀和參數確定、支護形式等因素控制。在實際煤礦巷道斷面設計、施工過程中,支護方式的選擇及巷道斷面形狀的選擇是重點考慮的問題,而對支護參數的確定考慮不足;然而,支護參數對巷道圍巖穩定性有較大的影響,同一地質條件下,同一巷道斷面形狀,支護參數對礦山壓力顯現影響較大,從而又決定了巷道支護方式。本文從巷道斷面形狀、斷面參數優化的角度研究適合特殊地質條件下斷面形式、斷面設計參數與支護方式,從而達到預防煤礦掘進巷道頂板事故的目的。
2 掘進巷道頂板事故
東榮三礦井田范圍地質構造復雜,褶曲構造發育,薄煤層和復合軟頂煤層多,占礦井總量的60%,九十年代進入三水平以來,隨著開采深度的增大,煤層的賦存條件變得及其復雜;不僅煤層的傾角大,而且大塊的優質煤田內褶曲、斷層縱橫交錯,頂板破碎,礦壓增大。
2009年11月,東榮三礦掘進施工中五采右四付巷,在施工至10#前20m時,頂板大面積來壓,造成頂板20多米的冒頂事故,冒頂區域無作業人員,未造成人員傷害,否則后果不堪設想。
2.1 事故原因分析
巷道斷面錨桿規格只有L=1.8m,L=1.6m的限制,間排拒1.0m×0.8m,依據支護經驗和對照理論性柱狀圖的設計支護形式,巷道斷面布置,見圖1,圖2。
當施工至C#點時,巷道剛過斷層,并且巖石泥化淋水加大,雖然當時已對其所重視,但只對錨桿間距的加密,間距縮小一半,而當時巖石的產狀,厚度已經有所變化,穩定的巖層已變成不穩定巖層,錨桿固定的巖層已經不穩定,錨桿所具有主動加固巖層之間的力,由于力的相互作用反而加大了不穩定巖層的離層力,加上頂板大面積來壓,而造成大面積冒頂。
2.2 事故教訓
在巷道掘進過程中,理論性的柱狀圖僅供參考,在井下實際施工中,每隔50m或者100m或者過破碎帶、斷層時應針對這一段單獨分析,分析其圍巖穩定性,利用打錨索來判斷巖層的產狀、實際厚度來指定相應的巷道斷面支護規格,優化巷道斷面布置參數,預防巷道掘進中的頂板下沉量和頂板的冒頂。
3 影響掘進巷道穩定的因素
一般情況下,根據煤體強度及層(節)理發育程度、支護方式綜合確定合理的煤巷斷面形狀,然而,在地應力特點突出的條件下,出現斷層,巷道圍巖破碎,頂板離層松動,采用合理的巷道斷面形狀及正確的支護參數,可以極大改善巷道圍巖受力和變形狀態。為保持頂板的穩定性,鑒于煤層的層狀沉積特征,大多數煤巷在不破頂的前提下采用平頂矩形巷道斷面,然而,在特殊的地應力環境下,圍巖的應力和變形狀態取決于地應力主要方向和巷道斷面參數,只有兩者耦合匹配,才能取得系統穩定性的最佳效果。
4 巷道斷面優化
在巷道斷面設計時,應考慮井巷的斷面形式與支護參數,應根據井巷工程的地質條件、水文條件、圍巖性質及井巷的用途,在特殊的地質條件下應根據其礦山壓力顯現規律、圍巖穩定性,確定適合特定地質條件的、經濟的巷道斷面形狀及支護參數。
方案一、方案二如圖3、圖4所示。
以東山煤礦皮帶道施工為例分析其巷道斷面布置參數。
在拱形支護中,常見的支護形式是錨桿和錨索的聯合支護,形成組合拱。其主要作用是:
為加固拱作用:提高巖體的抗剪強度,阻止上部圍巖的松動和變形拱的加固。
懸吊作用:將要冒落的危巖和軟弱巖層用組合拱的作用力來承擔巖石的重量。
防止冒頂主要結構:
1)巖石的傾向與巷道走向的夾角較小,L=1.8m.的錨桿可以打到穩定巖層中。
如果頂板不破碎時,可以設計成方案一,將錨桿的錨入方向與巷道拱形邊緣垂直。然而頂板破碎時方案一錨桿錨入方案就顯得不合理,應采用方案二布置參數,由于巖層傾角小,頂板破碎時,在相同作用力下,方案一錨桿對巖體起到的懸吊作用就小于方案二錨入方式。所以,錨桿的錨入方向應該根據巖層的傾向變化而改變。
2)巖層傾向與巷道走向夾角非常大時,以至于一側的錨桿錨入不了穩定巖層的。組合拱已經失去了原有的平衡,不能起到加固拱和懸吊的作用,由于一邊起加固不穩定巖層的作用,而另一邊起到加速巖層分離的作用,從而失去了錨桿的意義,所以在設計錨桿支護形式的同時,不應該只注意柱狀圖中巖層的厚度,還應該考慮到巖層的傾角。假如遇到圖中所顯示情況,應該在同一條巷道中的兩側,選擇長度不同的錨桿或者用短錨索代替,以達到實際應用中的效果。
結論
預防巷道冒頂的重要方法是地質預報和實際巖層情況的緊密的合理應用加上合理的巷道支護才能達到較好的效果。特別煤巖比較松軟,在施工中遇到地質破碎、斷層,就更有可能造成大面積垮落,通過對地質預報分析其圍巖穩定性判斷,利用打錨索來判斷巖層的產狀、實際厚度來確定相應的巷道斷面形式及合適的頂板支護,優化巷道斷面布置參數,對煤礦安全生產,預防巷道掘進中頂板的冒頂事故具有重要應用價值。
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