摘要:隨著我國社會經濟的不斷發展,中國的煤炭工業發展迅速,特別是近些年來煤炭工業的管理模式和建設技術都有了顯著的進步,對國民經濟的發展起著舉足輕重的作用。沿空留巷技術是煤礦開采工作面運輸巷在回采過程中保留原巷道完整性,并作為下一個采面回風及運料巷的一種施工方法。采用沿空留巷技術,可以節省資源,加快煤礦開采的進度。目前來看,雖然我國煤炭工業建設技術明顯有所提高、相關設備也有了一定程度的改進,但在煤礦開采巷道的技術選擇和維護上仍存在著一些問題,如果處理不好,將會嚴重影響職工的生命安全和煤炭工業的穩定發展。本文將對沿空留巷技術現狀進行深入的探析,并在此基礎上提出一些該技術施工工藝及留巷支護方式,以期為我國煤礦生產提供一些參考。
關鍵詞:沿空留巷技術 尾巷 錨注支護探討
中圖分類號:TU745. 4文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)02(c)-0000-00
沿空留巷(英文gob-side entryretaining)技術是指一種能夠使采礦工作面的運輸巷在回采過程中直接采用特殊支護,保留原來巷道的功效,作為下一個采面回風和運料巷道的施工方式。由于這種留存巷道的方法是在原順槽位置上,沿著采空區邊緣予以保留的,所以稱之為沿空留巷。沿空留巷技術的應用可以最大限度地回收建設資源、減少煤體損失,因此,認真研究當前我國沿空留巷技術的現狀,吸取教訓,探究新工業體制下行之有效的施工和支護方法,是煤炭工業和社會發展的根本要求。
1沿空留巷技術現狀
近年來,隨著我國社會經濟的飛速發展,煤炭工業發展迅速,無論是煤炭工業的管理模式還是建設技術都有了顯著的進步,對國民經濟的發展起到了舉足輕重的作用。從一定意義上來講,沿空留巷技術保障了煤礦的安全生產與企業的經濟效益,是關系到國計民生的大事,但目前仍存在著一些問題。總結之,可以概括為以下幾個方面:
第一,傳統支架形式效果差。以傳統的支架形式來支護沿空留巷,曾經一段時間確實解決了煤礦回采工作面無煤柱采煤的問題,也杜絕了生產過程中的許多安全隱患。但據調查顯示,傳統密集型的支架形式主要應用于采面地壓小且煤層條件好的低瓦斯礦井開采工業中,在每層條件相對較差或瓦斯含量超標的煤礦開采中就不能使用。傳統支架形式支護材料品種多,施工量比較大,而且效果不佳,在現代煤炭生產過程中應該盡量減少使用。
第二,煤矸石堆垛法依然在使用。煤矸石堆垛法是一種相對簡單而且經濟的做法,但支撐礦井頂板的效果卻很差,頂板很容易下沉而不利于巷道發揮回采工作功效。這種方法成本低、人力消耗量大,而且礦井隔離效果并不理想,但在當今煤礦開采過程中該方法依然在使用。
第三,砌墻法仍然不能從根本上解決問題。在煤礦生產過程中,很多煤炭企業利用預制塊砌墻的方法以克服密集柱支護法和矸石堆垛法存在的缺陷,雖然能夠在礦井內形成一道甚或數道隔離采空區密閉墻,但該方法仍然不能從根本上解決隔離墻與頂板之間的密合問題,最終難以真正實現支護目的。
第四,巷幫充填體支護法不穩定。實踐中我們可以看到,很多煤炭企業礦井巷道依然使用巷幫充填體支護法對巷道予以支護。該方法是指在煤礦采空區一側構筑一些巷幫充填體以形成一條支護帶。巷幫充填體支護法一般使用的材料強度較低且不能有效改善接頂問題,因此很難保障采煤巷道的穩定。該支護方法的最大優點在于支護帶充填范圍較大大,可機械化施工程度高,而最大的缺點是支護強度低,很難適應沿空巷道的高壓突變性。
2沿空留巷技術施工工藝及留巷支護方式探討
據實際調查結果顯示,煤礦礦井留巷位置一般處于煤體與煤礦采空區的邊緣地帶,屬于應力卸壓位置,巷道所承受的壓力相對較小,因此,從理論上來說,只要采用足夠強度的支方法,就一定能夠實現沿空留巷。筆者認為,可以從以下幾個方面予以施工和支護:
2.1構筑混凝土石墻和護墻點柱
石墻主要是由混凝土結構構筑而成,其承載能力強、安全可靠。在煤礦回采工作面,沿預留巷道的走向構筑一道混凝土石墻,而且要隨著采煤深度的延伸及時構筑。再用水泥和煤面混合料進行鉸接,以增強石墻的牢固程度、減緩頂板的下沉速度;同時,由于沿空留巷有一定的寬度,從力學的角度來看,巷道所筑石墻所處位置的傾斜壓力就會增大,為保證混凝土石墻的支護強度,要在石墻與煤層接觸的一側打上一排質地堅硬的木柱作為護墻點柱,從而防治頂板的下沉。
2.2對巷道加強支護和提前支護
在沿空巷道支護過程中,由于頂板與混凝土石墻的接觸部位難以銜接,因此,可以利用高強度螺紋錨桿配合梯形鋼帶對巷道頂板予以支護,這就大大加強了巷道支護結構的穩定性;巷道采動影響是從采煤工作面前方開始的,臨近工作面時采動影響就會越強烈。隨著工作面移近速度的增大,巷道寬度就會急劇縮小,支架變形折損就會非常嚴重,這也是巷道支護最困難的階段。基于這一原因,為了增加工作面后方動壓區的支護強度、防治頂板錯位以及巷道受損,要采用一定強度的單體柱或鋼梁棚作為臨時支護結構,隨著采煤工作面的前移而提前支護。
此外,在沿空巷道技術施工過程中,要注意幾個方面的問題:第一,構筑混凝土石墻是沿空留巷的關鍵,只有加強該工程的施工質量,才能保證支護強度、減緩頂板下沉;第二,實踐中可能會遇到較軟的煤層,這時可采用錨桿支護的方法防治煤幫的位移;第三,對于一些頂板壓力較大的部位,可以使用小錨桿進行支護。
3結語
總而言之,沿空留巷技術是當前煤炭工業不可或缺的技術,采用該技術不但能夠節省資源,而且可以加快煤礦開采的進度。面對我國沿空留巷技術現狀,我們只有從實際出發,充分發揮主觀能動性,才能為我國煤炭工業探尋新的發展契機。
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