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技術(shù)文獻

基于近距離煤層開采巷道支護技術(shù)研究

發(fā)表時間:2019-12-10 22:01

  隨著我國煤炭資源的不斷開發(fā),地表淺層的煤炭資源以及開采條件簡單的煤炭資源,在逐漸的變得匱乏。而相對深部以及開采復(fù)雜條件煤層開采的問題,也已經(jīng)成為我國當(dāng)下乃至將來相當(dāng)?shù)囊欢螘r間之內(nèi),為煤礦的高效生產(chǎn)帶來了技術(shù)難題以及困擾,而近距離煤層開采巷道相關(guān)的技術(shù)問題便在其中。
  1 影響近距離煤層開采礦壓的相關(guān)因素
  1.1 上部分煤層開采過程中遺下的煤柱
  近距離煤層開采的下位煤層巷道,其主要的壓力來源,主要是來自于上部分煤層開采中所遺留的煤柱,遺留的煤柱尺寸以及巷道周圍的巖體性質(zhì),都會對其壓力傳遞以及分布造成影響。
  1.2 巷道周圍的巖體性質(zhì)
  巷道周圍的巖體性質(zhì)對于支護形式以及其參數(shù)等重要因素起到?jīng)Q定性的作用,主要包括周圍巖體的物理力學(xué)屬性、所含的礦物成分以及其裂隙的發(fā)育水平等方面。這些相關(guān)因素,都會直接反映進行支護客體的存在狀態(tài)。
  1.3 下部分煤層巷道的布置方式
  針對于近距離煤層開采,下部分的煤層巷道布置主要有以下的三種方式:內(nèi)錯與外錯布置形式以及重疊式的布置。巷道的布置方式不同,那么,對于巷道周圍巖體應(yīng)力程度造成的影響也是不同的,這也是影響巷道支護困難程度以及支護效果的直接因素。
  1.4 下部分煤層的頂板屬性
  上部分的煤層開采,會在一定程度上造成其底板巖層的結(jié)構(gòu)受到部分損傷,巖層結(jié)構(gòu)的薄厚度以及巖石自身性質(zhì)都會影響到,下部分煤層回采巷道的支護形式及其參數(shù)。進行近距離煤層開采,兩層煤碳之間的夾層結(jié)構(gòu)厚度越大,巖石越完整,其所受到上層的煤開采影也會降低。所以,針對下部分的煤層開采而言,其頂板的穩(wěn)定性能越好,那么就對回采巷道的維護越有利。
  2 運用近距離煤層巷道支護技術(shù)選用參數(shù)的準則
  2.1 要保證巷道支護的及時性與主動性
  在巷道被挖好后應(yīng)該對其進行及時支護,從而控制巷道周圍巖石與其巖層脫離、巖層裂隙的進一步擴展。特別是針對于頂板出現(xiàn)破碎,以及幫部的煤體易掉落的巷道部分,應(yīng)當(dāng)降低空頂和空幫的時間以及距離,進而可以對巷道進行及時主動的支護。
  2.2 注重預(yù)應(yīng)力施加的合理性和預(yù)應(yīng)力的擴散
  對于預(yù)應(yīng)力合理施加,是能實現(xiàn)錨桿支護主動性的關(guān)鍵所在,在確保施工質(zhì)量以及錨桿與其附件材質(zhì)的適當(dāng)選擇的基礎(chǔ)上,伴隨著錨桿預(yù)應(yīng)力的不斷增大,巷道周圍的巖石變形量也會逐步的降低,要想是的巷道的頂板離層可以得到行之有效的控制,只有通過合理的施加預(yù)緊力,并且可以較好實現(xiàn)預(yù)緊力在周圍巖層中的有效擴散,這樣才能更好的讓錨桿的支護作用充分發(fā)揮。確保錨桿支護系統(tǒng)具備相對較高的承受能力,從而提升巷道周圍巖層的整體牢固性。
  2.3 巷道周圍巖石結(jié)構(gòu)的強化原則
  針對于在近距離煤層采空區(qū)下,進行巷道的掘進,頂板壓力的體現(xiàn)并不是很明顯。但是,由于頂板周圍的巖層極其容易受到上部煤層工作面,進行回采時的影響,從而使得周圍巖體的完整性受到一定程度的破壞。當(dāng)巷道周圍巖體的強度變化相對較大時,那么在其施工過程中,就應(yīng)該確保錨桿的錨固力以及其預(yù)緊力達到標(biāo)準,從而較好的確保巷道的安全。因此,必須要加強對支護后周圍巖層結(jié)構(gòu)變形的有效控制。
  2.4 周圍巖體可錨性評斷以及優(yōu)化錨固的參數(shù)
  巷道周圍巖體的可錨性程度高低決定著是否可以,運用錨桿開展巷道支護工作的首要前提,在進行對巷道錨桿支護的設(shè)計之前,必須要對其進行井下的拉拔力測驗,對此可以判定巷道周圍巖體的可錨性,并且根據(jù)其測驗得到的結(jié)果,進一步的對錨固參數(shù)設(shè)計進一步優(yōu)化,也可以為近距離煤層巷道所使用的錨桿支護技術(shù),提供一定的理論依據(jù)。
  2.5 堅持錨桿支護“強度高、剛度高、穩(wěn)定性高以及低支護密度”,經(jīng)濟適度性原則
  也就是在達到錨桿支護系統(tǒng)“三高”的大前提下,從而做到較好降低錨桿的支護密度,進一步提升巷道的掘進速度,達到減少巷道支護成本的目的。在確保巷道支護效果以及巷道安全性能的同時,也能達到經(jīng)濟的適度合理性。
  綜上所述,對于近距離煤層的采空區(qū)之下的巷道,采用合理支護形式以及相關(guān)參數(shù)進行有效的研究,進而可以達到控制近距離煤層開采巷道變形程度的期望效果,針對近距離煤層的開采工作,需要對其巷道的設(shè)計進一步優(yōu)化、支護體系的深入研究,從而提出適用其高效率、可靠的開采以及巷道周圍巖體控制方案,可以更好的實現(xiàn)煤炭開采綜合效益的最大化,也保證了煤礦開采工作的安全性。

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