許玉鑫
(平頂山天安煤業股份有限公司六礦開拓科 河南平頂山 467000)
在實際開采時具有極高危險性的煤礦開采工作,如果不能正確使用所匹配的巷道開采技術,很多情況下都會造成嚴重的經濟負擔。所以我國在煤礦巷道上的支護技術必須確保安全,這也是提升我國煤礦巷道技術的重要途徑。經過眾多實踐足以證明:錨桿支護不僅可以縮減支護時的支出成本,同時也減輕了工人勞動壓力,是有效提升工作效率的支護技術。此外,我國煤礦開采的主要途徑是大量挖掘巷道,而支護技術在巷道挖掘中的應用,可以降低事故發生率并提升工程的安全系數,所以當今煤礦產業研究探討的重點是如何在最安全的狀態下提高煤礦的經濟效益,同時也能提升煤礦巷道技術的發展與改善。
在開采煤礦的過程中,巷道支護技術有很多種類,從不同的角度來分析,即從支護方式或者從控制圍巖變形的角度來進行劃分:①能夠改善巷道圍巖力學方面的性質;②所研究的巷道新技術可以發揮其作用,作用在巷道圍巖的周圍;③除此之外,還能夠作用在圍巖的內部表面,而且這種新技術還可以降低巷道開掘過程中產生的應力。
在上述劃分前提下,煤礦巷道支護技術主要可以分為以下幾種:砌碹支護技術、錨桿支護技術以及應力控制技術。砌碹支護技術是在煤礦開采歷史中應用最早的一種技術,但是由于這種技術成本太高、效率較低加上工作量太大等導致這項技術在實際的應用過程中有著一定的局限性。錨桿支護技術是從棚式支護技術發展而來的,由于這項技術的安全性能較高,能提高煤礦巷道的穩定性,還可以有效抑制巷道的變形。應力控制技術可以降低煤礦巷道的應力,所以能提升煤礦巷道的安全性和穩定性,也可以控制巷道的變形。但是由于這項技術在實際應用過程中有較高的危險性和復雜性,這也是限制應力控制技術發展的主要原因,所以以上三種方法相比較,還是錨桿支護技術應用最多。
當前煤礦企業為了獲取利潤最大化,很多煤礦企業挖掘的巷道深度越來越深,甚至超過1000m,但是由于復雜的地形加上過深的開采深度容易發生礦井事故,給煤礦開采事業的發展提出了很大的難題。但隨著開采技術的發展變革和資金的支持,一些新興的開采技術被引入到煤礦巷道體系中,大大提升了煤礦巷道開采技術的安全性和穩定性。在巷道支護中應用新技術和材料保障了煤礦巷道技術的發展和提升。
煤礦巷道支護技術現在的應用雖然很廣泛,也能為煤礦企業帶來更高的經濟利益,同時為開采工人帶來了更高的安全保障,所以得到大多數煤礦企業的大力支持。但是現在仍然有一些比較突出的問題,具體內容如下:
(1)由于煤礦企業為追尋更大的經濟利益,導致煤礦礦井的開采深度越來越深,再加上復雜的地質條件和煤礦巷道的壓力,使得巷道支護技術的難度愈來愈大。
(2)當前由于深部巷道圍巖破壞的理論研究不能很好的支持煤礦巷道工作,因此會需要更多更加合理的理論來支持現在的巷道開采與支護技術。
(3)當前的煤礦巷道支護技術采用工程比擬法來指導煤礦巷道的各種參數,由于缺乏嚴謹的科學的計算機動態輔助系統和巷道支護的合理性評價系統,所以無法保障煤礦企業使用錨桿支護技術進行作業,因此也無法保障煤礦巷道的安全性和經濟利益。
(4)由于目前的一些技術在深部動壓影響區和構造的壓力帶上無法使用,錨網噴的二次支護技術理論需要更深入的調查研究,適時的找出合適的解決方案,并進一步完善技術理論,而不是為了獲取高額利潤而不惜犧牲環境,不斷加大礦井的深度。
(5)因為經常受到震動,所以對于螺距大、鎖緊力不高的情況,支護材料容易出現安全事故如放炮垢松動的現象,而且一些材料根本不適合做巷道支護,因為不滿足條件。
目前巷道支護中最常見的方式就是錨桿支護、錨噴支護和液壓支柱等,但是實際操作過程中應該視情況而定,比如需要根據巷道情況、圍巖發展、運動情況等方式進行作業。所以選擇合適的支護方式進行作業是非常重要的,但必須提前了解巷道的基本情況然后根據理論與實踐相結合的方式,綜合判斷選擇最適合的、最有效的支護方式。比如圍巖強度提升時使用錨桿支護、穩定系數較高的巷道支護選擇剛性支護、穩定性較低的巷道選擇伸縮支護。
制定合理有效的支護方案需要勘察巷道的施工現場并了解圍巖的特性,從而制定更加合理的支護方式以提升支護效果。所以在選擇支護方式時,需要適時的考慮一些突發的情況,比如圍巖小的變形會釋放圍巖表層巖體發生破碎時產生的部分應力,可以很好地減少圍巖的變形量。因此,在制定支護設計方案的時候,可以考慮多種支護方式相結合的模式,會提高工作的安全性,所以在設置支護方式前需要對煤礦巷道的開彩現場進行勘察,利于工作效率和安全性的提高。
一些井下工作人員想要了解圍巖發展狀況的準確參數,或者是想要掌握圍巖的運動規律或想要了解選取支護方案時產生的具體效果,都需要更加精準的檢測數據。所以為了加大支護系統的檢測力度,首先需要建立健全支護監測制度,,并且對于檢測數據要進行科學的分析,還要對突發的情況進行進一步分析和研究,也可以進一步跟蹤巷道支護的具體情況,并分析、預測圍巖可能會發生的情況并且進行改正。如果能夠建立健全適當的監督機制,會促進支護方案的制定,也能為其提供支護方案的設計依據。
由于現代煤礦企業的領導人員注重經濟利益的追求,導致現在的煤礦巷道開采深度加劇,增加了開采工作的難度和危險性。不過由于國家和企業的資金投入與技術研究,我國在煤礦巷道的技術研究中也取得了一些技術成果。但是,由于實踐與理論不能完全結合,所以研究出來的技術方法也不能直接用到煤礦巷道的支護工作中?,F在的煤礦巷道由于支護的設備老舊、新技術也無法直接使用,工作的效率無法提升。所以如果能及時的更新和維護支護設備,使新技術可以與井下的設備情況相匹配,也能夠更好的實用新技術,這樣才能提升煤礦企業的經濟效益。
為了提高煤礦企業的生產效率,提升煤礦企業的經濟效益,同時想要保障煤礦企業對新型支護技術的資金投入和宣傳工作,需要開展對工作人員的技術培訓,然后建立一系列相應的考評制度,讓井下的工作人員能夠正確、熟練的掌握新技術,科學的使用新設備。
分析和研究煤礦巷道支護技術及其取得的良好實踐效果,有利于提升煤礦企業的經濟效益和煤礦巷道技術的安全性。所以煤礦企業應該不斷提升對巷道支護技術的研究力度和實踐力度,制定出科學合理的煤礦巷道支護技術的實施策略以及方案。