摘要:隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,中國的煤炭工業(yè)發(fā)展迅速,特別是近些年來煤炭工業(yè)的管理模式和建設(shè)技術(shù)都有了顯著的進(jìn)步,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。沿空留巷技術(shù)是煤礦開采工作面運(yùn)輸巷在回采過程中保留原巷道完整性,并作為下一個(gè)采面回風(fēng)及運(yùn)料巷的一種施工方法。采用沿空留巷技術(shù),可以節(jié)省資源,加快煤礦開采的進(jìn)度。目前來看,雖然我國煤炭工業(yè)建設(shè)技術(shù)明顯有所提高、相關(guān)設(shè)備也有了一定程度的改進(jìn),但在煤礦開采巷道的技術(shù)選擇和維護(hù)上仍存在著一些問題,如果處理不好,將會(huì)嚴(yán)重影響職工的生命安全和煤炭工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。本文將對(duì)沿空留巷技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行深入的探析,并在此基礎(chǔ)上提出一些該技術(shù)施工工藝及留巷支護(hù)方式,以期為我國煤礦生產(chǎn)提供一些參考。
關(guān)鍵詞:沿空留巷技術(shù) 尾巷 錨注支護(hù)探討
中圖分類號(hào):TU745. 4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2012)02(c)-0000-00
沿空留巷(英文gob-side entryretaining)技術(shù)是指一種能夠使采礦工作面的運(yùn)輸巷在回采過程中直接采用特殊支護(hù),保留原來巷道的功效,作為下一個(gè)采面回風(fēng)和運(yùn)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(qū)邊緣予以保留的,所以稱之為沿空留巷。沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用可以最大限度地回收建設(shè)資源、減少煤體損失,因此,認(rèn)真研究當(dāng)前我國沿空留巷技術(shù)的現(xiàn)狀,吸取教訓(xùn),探究新工業(yè)體制下行之有效的施工和支護(hù)方法,是煤炭工業(yè)和社會(huì)發(fā)展的根本要求。
1沿空留巷技術(shù)現(xiàn)狀
近年來,隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,煤炭工業(yè)發(fā)展迅速,無論是煤炭工業(yè)的管理模式還是建設(shè)技術(shù)都有了顯著的進(jìn)步,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)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(shù)保障了煤礦的安全生產(chǎn)與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,是關(guān)系到國計(jì)民生的大事,但目前仍存在著一些問題。總結(jié)之,可以概括為以下幾個(gè)方面:
第一,傳統(tǒng)支架形式效果差。以傳統(tǒng)的支架形式來支護(hù)沿空留巷,曾經(jīng)一段時(shí)間確實(shí)解決了煤礦回采工作面無煤柱采煤的問題,也杜絕了生產(chǎn)過程中的許多安全隱患。但據(jù)調(diào)查顯示,傳統(tǒng)密集型的支架形式主要應(yīng)用于采面地壓小且煤層條件好的低瓦斯礦井開采工業(yè)中,在每層條件相對(duì)較差或瓦斯含量超標(biāo)的煤礦開采中就不能使用。傳統(tǒng)支架形式支護(hù)材料品種多,施工量比較大,而且效果不佳,在現(xiàn)代煤炭生產(chǎn)過程中應(yīng)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(duì)簡單而且經(jīng)濟(jì)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(fā)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(dāng)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(chǎn)過程中,很多煤炭企業(yè)利用預(yù)制塊砌墻的方法以克服密集柱支護(hù)法和矸石堆垛法存在的缺陷,雖然能夠在礦井內(nèi)形成一道甚或數(shù)道隔離采空區(qū)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(shí)現(xiàn)支護(hù)目的。
第四,巷幫充填體支護(hù)法不穩(wěn)定。實(shí)踐中我們可以看到,很多煤炭企業(yè)礦井巷道依然使用巷幫充填體支護(hù)法對(duì)巷道予以支護(hù)。該方法是指在煤礦采空區(qū)一側(cè)構(gòu)筑一些巷幫充填體以形成一條支護(hù)帶。巷幫充填體支護(hù)法一般使用的材料強(qiáng)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(wěn)定。該支護(hù)方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于支護(hù)帶充填范圍較大大,可機(jī)械化施工程度高,而最大的缺點(diǎn)是支護(hù)強(qiáng)度低,很難適應(yīng)沿空巷道的高壓突變性。
2沿空留巷技術(shù)施工工藝及留巷支護(hù)方式探討
據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果顯示,煤礦礦井留巷位置一般處于煤體與煤礦采空區(qū)的邊緣地帶,屬于應(yīng)力卸壓位置,巷道所承受的壓力相對(duì)較小,因此,從理論上來說,只要采用足夠強(qiáng)度的支方法,就一定能夠?qū)崿F(xiàn)沿空留巷。筆者認(rèn)為,可以從以下幾個(gè)方面予以施工和支護(hù):
2.1構(gòu)筑混凝土石墻和護(hù)墻點(diǎn)柱
石墻主要是由混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)筑而成,其承載能力強(qiáng)、安全可靠。在煤礦回采工作面,沿預(yù)留巷道的走向構(gòu)筑一道混凝土石墻,而且要隨著采煤深度的延伸及時(shí)構(gòu)筑。再用水泥和煤面混合料進(jìn)行鉸接,以增強(qiáng)石墻的牢固程度、減緩頂板的下沉速度;同時(shí),由于沿空留巷有一定的寬度,從力學(xué)的角度來看,巷道所筑石墻所處位置的傾斜壓力就會(huì)增大,為保證混凝土石墻的支護(hù)強(qiáng)度,要在石墻與煤層接觸的一側(cè)打上一排質(zhì)地堅(jiān)硬的木柱作為護(hù)墻點(diǎn)柱,從而防治頂板的下沉。
2.2對(duì)巷道加強(qiáng)支護(hù)和提前支護(hù)
在沿空巷道支護(hù)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(qiáng)度螺紋錨桿配合梯形鋼帶對(duì)巷道頂板予以支護(hù),這就大大加強(qiáng)了巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;巷道采動(dòng)影響是從采煤工作面前方開始的,臨近工作面時(shí)采動(dòng)影響就會(huì)越強(qiáng)烈。隨著工作面移近速度的增大,巷道寬度就會(huì)急劇縮小,支架變形折損就會(huì)非常嚴(yán)重,這也是巷道支護(hù)最困難的階段?;谶@一原因,為了增加工作面后方動(dòng)壓區(qū)的支護(hù)強(qiáng)度、防治頂板錯(cuò)位以及巷道受損,要采用一定強(qiáng)度的單體柱或鋼梁棚作為臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu),隨著采煤工作面的前移而提前支護(hù)。
此外,在沿空巷道技術(shù)施工過程中,要注意幾個(gè)方面的問題:第一,構(gòu)筑混凝土石墻是沿空留巷的關(guān)鍵,只有加強(qiáng)該工程的施工質(zhì)量,才能保證支護(hù)強(qiáng)度、減緩頂板下沉;第二,實(shí)踐中可能會(huì)遇到較軟的煤層,這時(shí)可采用錨桿支護(hù)的方法防治煤幫的位移;第三,對(duì)于一些頂板壓力較大的部位,可以使用小錨桿進(jìn)行支護(hù)。
3結(jié)語
總而言之,沿空留巷技術(shù)是當(dāng)前煤炭工業(yè)不可或缺的技術(shù),采用該技術(shù)不但能夠節(jié)省資源,而且可以加快煤礦開采的進(jìn)度。面對(duì)我國沿空留巷技術(shù)現(xiàn)狀,我們只有從實(shí)際出發(fā),充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,才能為我國煤炭工業(yè)探尋新的發(fā)展契機(jī)。
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