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煤矿生产概论

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煤矿生产概论

煤矿生产概论范文第1篇

关键词:煤矿;采煤生产;工艺优化

1煤矿生产系统中回采工艺优化

1.1煤矿回采主要生产工艺

我国煤炭回采工艺分为炮采、普采、高档普采、综采、综放等,目前使用比较多的是高档普采、综采与综放,而爆破采煤只在小煤矿采用。

A.普采。普通机械化采煤与爆破采煤工艺的区别在于普通机械化采煤的破煤和装煤实现了机械化。支护可采用单体液压支柱。根据煤层的厚度和煤的硬度选用中功率甚至是大功率的双摇臂滚筒采煤机,使采煤机的割煤和装煤能力大为提高,甚至还具有破碎大块煤的能力。其生产工艺为:割煤—清浮煤—移溜—支护叶回柱。

B.综放。综采放顶煤采煤工艺是在综合机械化采煤的基础上发展起来的先进采煤工艺。综采放顶煤采煤法的实施是在厚煤层底部布置一个采煤工作面,利用正常的综合机械化采煤法进行回采,工作面上方的顶煤利用矿山压力的作用或人工松动的方法使其破碎,并随工作面推进将工作面上方的顶煤回收运出。其生产工艺为:割煤—清浮煤—移溜—移架—放顶煤。

C.充填。充填是采用充填类采矿法矿山的一个主要生产工序。矿山充填是一个复杂的系统工程,涉及充填材料选择、充填混合料配比优化、充填料浆制备及输送、采场充填工艺、充填质量保证等环节。根据所采用的充填材料和充填材料输送方式的不同,充填工艺分为干式充填、水沙充填和胶结充填3大类。其生产工艺为:割煤—清浮煤—移溜—充填—移架。

1.2煤矿回采生产工艺优化

回采、掘进等工艺优化就是要对生产过程、环节以及生产工序进行优化组织,合理安排生产进度,改进和完善操作程序,优化生产系统,节能降耗,降低生产运行成本,从而提高煤炭企业的整体效益。煤炭生产环节多,组织复杂,工作地点多,运输、供电、通风等点多、量少,占用设施设备多,针对这种情况,煤炭行业利用系统优化理论,科学规划掘进及回采工作面,在条件允许的情况下,尽可能集中到一个区域,能够减少运输工作量,减少风耗、能耗等问题。尽可能压缩回采工作面数量,采用大采区、大工作面的生产模式,提高工作效率,减少能耗。

A.采用正规循环作业。正规循环作业是指按工作面生产过程配套的工种及定员,在一昼夜内,遵循一定的回采工艺顺序,保证质量,按时完成既定任务并周而复始地进行采煤作业。采用正规循环作业可以使工作面按计划、有节奏地进行生产,并使回采面空间、工作时间和设备得以充分利用,合理地组织劳动生产。B.网络图优化。通过时差的调整,以最佳方案、最小的物资消耗,取得最大的经济效果,使整个生产管理工作更加科学化和合理化。网络图的优化方法:第一,缩短工程完工时间。通过绘制网络图,就可以得到初始的计划方案。关键线路是网络图的核心,它决定了整个工程的完工时间,缩短每一道关键工序的工时都能缩短整个工程完工时间。在人、财、物有保证的前提下,对初始方案进行调整和改善,进一步缩短整个工程完工时间,为此可以采取以下措施:a.检查工时;

b.细分工序;c.调配力量;d.检查修正。第二,人力、设备、动力的合理安排。在编制网络图时,除了考虑工程进度外,也要尽量合理地安排人力、设备、动力等资源。一项工程的人力、设备、动力必须均匀安排,这不仅能使人员减少流动,而且总需要量也能降到最低。

C.系统优化。回采工作面生产系统是采运、通风与支护系统构成的复合系统。对回采生产工艺进行系统优化,就是要减少回采工艺中不必要的工序或环节,使生产系统向有序、稳态和高效方向发展。如:优化综放工作面集合参数,减少停采煤柱;选择合理的放煤步距;优化放煤方式;优化施工组织等提高回采工作面采出率,创建高产高效生产模式。通过对回采工艺进行优化,科学规划回采工作面,合理安排生产进度,缩短运行距离,减少运输工作量,从而降低风耗、能耗,进而达到节约能源的目的。通过回采工艺的优化可以使回采工作面的工作时间和设备得以充分利用,以最少物资消耗,取得最大的经济收益。同时,还可以协调各工序的平稳运行,减少工序中无序作业所带来的能源浪费与人力、物力消耗,不断提高回采工作面的生产效率,提高矿区的整体效益。

2煤矿掘进工艺优化

巷道主要有三种类型:岩巷、煤巷、半煤岩巷。目前巷道掘进工艺主要有两种:炮掘和综掘。在目前的大型国有煤矿中,视岩层赋存情况,炮掘和综掘并用。

2.1煤矿掘进生产工艺

A.综掘工艺。煤巷综掘是一种破煤、装煤、运煤三大工序全部由掘进机连续完成的作业方式,与炮掘相比具有工序少、速度快、效率高、质量好、施工安全、工人劳动强度小的优点。综掘工艺简单介绍为:破岩—装矸—运输—支护。其具体施工工序流程:交接班—安全质量检查、找线、画线、准备工作、综掘机班检—开启后侧运输系统—开启掘进机进刀、割煤、出煤—临时支护、铺网上托粱—后退综掘机—打注顶板锚机、两帮锚杆—拉胶带机尾(或延刮板输送机)—清理钉道。综掘与炮掘的主要区别在于破煤、装煤工序上,省去了打眼、装药、连线、爆破、排烟等待、耙装、人工出煤等时间。

B.炮掘工艺。炮掘工艺可简单表述为:打眼—装药—爆破—装矸—运输—支护。其具体施工顺序为:交接班—安全质量检查、找线、准备工作—打迎头炮眼—装药、连线—爆破、通风—临时支护、出煤—打顶部锚杆及帮部锚杆—钉道、延刮板输送机、清理。

2.2煤矿掘进工艺的优化

掘进生产工艺主要包括:采掘、运输、通风。各工序中包含着不同的生产环节,各环节的整体协同性决定了掘进生产效率的高低。巷道掘进工艺复杂,通过优化掘进工艺,可以提升掘进效率,降低设备故障,减少人员占用,降低员工劳动强度,缓和采掘矛盾,有利于加强现场管理,提高工作效率。同时对掘进工艺优化还能降低能耗,降低生产运行成本,推动矿区能源管理工作。通过掘进工艺优化可以减少运行距离、通风距离以及通风量,从而达到节约能源的目的。掘进工艺优化增加了平行运行作业时间,减少设备空运行时间,降低无序作业的人力、物力、财力及能源的消耗,提高矿区的经济效益。同时还可以科学规划掘进工作面,合理安排生产进度,协调各工序的平稳运行,不断提高掘进工作面的生产效率。

参考文献:

[1]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2009.

[2]周英.采煤概论[M].北京:煤炭工业出版社,2013.

[3]赵利安.采煤概论[M].徐州:中国矿业大学出版社,2011.

[4]孟宪臣.煤矿开采与掘进[M].北京:煤炭工业出版社,2008.

煤矿生产概论范文第2篇

关键词:采煤概论 教学特色 地区煤田

煤的形成从高等植物泥炭褐煤烟煤无烟煤,需要一个漫长的地质历史过程,比如辽宁煤田的成煤期是在晚生代、中生代和新生代三个时期。晚生代含煤地层有石炭系上统太原组及二叠系下统山西组,分布在辽宁东部太子河流域的主要有本溪煤田、下辽河平原的红阳煤田;辽宁西部地区的南票煤田以及红螺岘、杨家杖子、朝阳等地;此外辽东半岛的复州湾董家沟等地亦有零星分布。中生代有侏罗系下、中统和上统,下中统主要分布在北票、朝阳、和尚沟和南票双塔沟和辽东田师傅、马架子等地;上统为本省主要含煤地带,主要分布地有阜新、铁法及彰武等地。新生代第三系分布在抚顺、沈北、清源及沈阳南郊永乐等地。成煤是有条件的:第一,植物条件。大量植物繁殖是形成煤的基本条件,植物的大量生长繁殖是在地球形成数十亿年以后,因此煤炭的形成也是近几亿年才开始的。我国的成煤时代是石炭二叠纪、三叠侏罗纪和第三纪。第二,必须有温暖潮湿的气候条件。换句话说,就是必须有适合于植物生长的温度和湿度,还应有利于沼泽的发育。第三,地理环境。就是必须有植物的生长、死亡、堆积并且使这些植物遗体不至于完全氧化的地理环境。第四,地壳运动。地壳运动莫不如说是地壳下沉,最好是下沉的速度与植物沉积的速度一致为宜。而在成煤过程中可能会遇到河流的冲刷,大自然的风化、剥蚀及地壳运动等,最后形成有开采价值的煤层要经历许多“磨难”。从煤层形成的条件来看,按现在的环境是成不了煤的,就连植物堆积这一条件都满足不了。前年,笔者去过海拉尔和鸡西,路过大、小兴安岭,原始森林越来越少,鸡西的虎林和林口两县原来都是林区,现在大多数都变成了耕地,而且树木的砍伐速度远远超过树的生长速度。远古时期,我们辽宁是一片荒野,生长着大量的树木和其他植被,它们春天生长,秋天死亡才有了植物的堆积,才有了今天的各大煤田,现在的环境根本成不了煤。

解放初期,有这样一句话叫做“中国地大物博”,现在看来这句话已经不适用了。20世纪五六十年代,辽宁的抚顺称为“煤都”,鞍山称为“钢都”,而现在的抚顺煤田四个矿井中两个已经报废,只有老虎台和西露天矿能采少量的煤;而钢都鞍山在全国的排名也已经逐步落后。原来辽宁有沈阳、抚顺、本溪、铁法、阜新、南票和北票等大型煤炭企业,现在大部分矿井已经报废或尾采。煤炭资源越采越少,几近枯竭。因此,我们必须节约利用,给子孙后代留下一点宝贵的资源。虽然2010年在铁岭昌图的古榆树镇发现了10多亿吨的褐煤煤田;2012年在阜新的彰武发现了1.73亿吨的褐煤煤田,但昌图煤田煤层埋藏在1500米以下,开采十分困难。既然煤炭资源如此珍贵,且不可能再生,因此,我们必须合理开发利用煤炭资源,克服长期以来煤炭开发过程中采富弃贫,采主弃副及小煤窑私挖滥采的不良现象。

我们要按设计规范的规定达到回采率(即薄煤层大于85%;中厚煤层大于80%;厚煤层大于75%)要求,严格执行我国的《矿产资源法》和《环境保护法》等法律,并应采取如下措施:

一是要寻找煤炭资源合理开发利用的有效途径。根据市场的需求合理建设开发煤炭资源,肥瘦搭配、珍惜每一吨煤,提高回收率,尽量利用先进技术,提高煤炭生产的机械化程度。

二是开发煤炭资源的技术措施,如:合理布置采掘工作面、合理选择回采工艺、合理安排工作面的开采顺序。

三是加强储量管理。

四是要依法规范小煤窑,严格执行国家法律,严禁过界开采,严禁胡采乱掘。

五是要注意环境保护,做到文明生产,降低煤炭开采中对周围环境的污染。

总之,我们只有按科学规律办事,充分利用有限的自然资源,对开采煤层要做到精采细采,延长矿井的服务年限,才能保证煤炭资源在建设小康和加快和谐社会建设中起到积极作用。这是我们煤炭人在现阶段和今后一个时期的一项艰巨而又重要的任务,因此我们必须高度重视,坚持实施科学开采、绿色开采、计划开采,并结合本地区煤田概况开展教学,这样采煤概论课程教学的效果将会更好。

参考文献:

煤矿生产概论范文第3篇

摘要:本文就如何加强煤矿设备管理强调,要认真落实煤矿机电运输安全管理责任,要切实提升煤矿供电安全保障水平,要加强电气设备安全性能管理,要完善提升运输设施,要加强煤矿机电运输设备检验检修工作,要加强煤矿职工安全教育和培训,要深入开展机电运输安全质量标准化工作。确保矿山机电设备的安全运转,实现矿山生产又好又快发展。

关键词:煤矿;设备;安全管理

为保障煤矿安全生产,现就如何加强煤矿机电运输安全管理工作谈下自已的想法:

一、认真落实煤矿机电运输安全管理责任

煤矿企业要高度重视机电运输安全管理工作,设立专门机构,明确分管负责人,配备足够的专业技术人员。要建立健全矿井机电运输装备、材料等物资的采购供应管理、入井检验、安装交接验收、巡回检查、定期检测检验、维护保养、检修以及报废淘汰等制度,明确岗位职责。要健全完善机电运输装备管理台账和技术资料档案,严格执行《煤矿安全规程》、作业规程和操作规程,加强设备维修检查和运行状况的动态管理。要严格岗位责任考核,建立健全并严格执行“三违”处罚与教育规定,确保各项制度落到实处。

二、切实提升煤矿供电安全保障水平

煤矿井下供电系统必须按照《煤矿安全规程》要求,装设灵敏可靠的过流、漏电、接地保护装置,而且每年必须对供电系统继电保护进行一次核算、调校和整定,并进行一次预防性试验,每天必须对低压检漏装置进行一次跳闸试验;直接向井下供电的高压馈电线上,严禁装设自动重合闸;供电设施必须按照《煤矿安全规程》要求装设可靠的防雷电装置。所有开关的闭锁装置必须能可靠地防止擅自送电。煤电钻、井下照明和信号装置必须采用综合保护。

煤矿企业必须严格执行停送电工作票制度。操作电气设备必须配备绝缘设施。井下不得带电检修和带电搬迁电气设备、电缆、电线;检修或搬迁前,必须切断电源,检查瓦斯,切断电源的开关把手必须闭锁,并悬挂警示牌;对带有储能元件的电气设备,切断电源后应经充分放电,达到规定的延迟时间后,方可开盖检修。

三、加强电气设备安全性能管理

煤矿机电、提升、运输系统使用的矿用产品,凡是纳入安全标志管理的,必须取得煤矿矿用产品安全标志,严禁使用国家明令禁止或淘汰的机电设备、电缆。煤矿用于提升人员的绞车、钢丝绳、提升容器、斜井人车、防爆电气等设备没有矿用产品安全标志的,要立即停止使用或按要求更换。煤矿新购进、检修或者大修的电气设备入井前,应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能;检查合格并由具备资格的人员签发合格证后方准入井。

四、完善提升运输设施

煤矿企业要完善提升运输系统的各类安全保护装置,传动设备必须有护罩、护栏。矿井主要提升装置必须严格按照《煤矿安全规程》规定,装设保险装置和后备保护装置,运行时严禁甩掉保险装置。各种保险装置必须动作灵敏、性能可靠。提升机的电控系统、液压及机械制动系统必须可靠,各种闭锁关系正确,制动能力满足安全控制要求。斜井提升连接装置要可靠,必须装设保险绳。斜井井巷中防跑车与跑车防护装置等安全设施必须齐全、完善,提升时严格执行“行车不行人、行人不行车”规定。带式输送机必须使用阻燃输送带,各类保护装置必须齐全、可靠;采用钢丝绳牵引带式输送机或者钢丝绳芯带式输送机运送人员时,严禁同时运送物料。电机车架空线的悬挂高度必须符合规定要求。机车、无轨胶轮车警铃或警笛必须齐全完好,前有照明,后有红灯,并有防止碰头、追尾事故的技术措施。同一水平使用3台以上电机车时,应使用带有电气闭锁的信号装置;行驶机车台数大于5台时,必须使用“信、集、闭”系统。严禁提升运输设备超负荷或带病运转,严禁超期服役,严禁非防爆机动车入井。

五、加强煤矿机电运输设备检验检修工作

煤矿企业必须严格按照有关规定对主提升、主通风、主排水、压风设备,供电系统保护、防雷接地装置,电缆和钢丝绳等进行定期检验;要按规定对安全仪器仪表进行周期鉴定和标校,严禁使用未按规定检验或检验不合格的产品。专门升降人员及混合提升的系统每年应进行一次性能测定,其它提升系统至少每3年进行一次性能测定;对斜巷人车和立井升降人员使用的罐笼防坠器每年进行一次脱钩试验,每半年进行一次不脱钩试验;提升装置使用的钢丝绳及连接装置必须按规定进行检验,对磨损、锈蚀断丝超限的钢丝绳和不合格的连接装置必须及时更换,不得违章使用。新安装的主要通风机投入使用前,必须进行一次通风机性能测定和试运转工作。在用主要通风机、主排水设备至少每月检查一次,按规定进行性能测定。水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路,每年雨季前必须进行一次全面检修,并进行一次联合排水试验。检测检验工作必须由具备资质的安全生产检测检验机构承担,严格按照国家有关规定进行。有关部门要加强监管,规范检测检验机构的中介行为,保证检测检验质量。

六、加强煤矿职工安全教育和培训

煤矿企业要加强机电运输从业人员的安全培训工作,建立健全培训档案,电钳工、防爆检查工、绞车司机、输送机司机、信号工、把钩工、电机车司机、采掘机组司机等作业人员必须经过专门安全培训并取得相应资格证书后,方可持证上岗作业。要宣传相关规定和安全常识,提高从业人员安全意识和技术水平,规范操作行为。要教育职工,严禁超载提升运输,严禁超员乘坐人车或罐笼,严禁刮板运输机和非设计允许的胶带输送机乘运人员,严禁扒车、跳车和坐矿车。

七、深入开展机电运输安全质量标准化工作

煤矿企业要把机电运输安全质量标准化作为煤矿安全生产基础管理的一项重点工作来抓,确保设备完好、质量达标。要加大投入,加快机电运输设备的更新换代,积极推广使用新技术、新材料和新工艺,努力提高安全装备水平。应建立煤矿安全生产综合监控系统,实现对矿井供电、提升、运输、排水、压风、通风、采掘、瓦斯抽放等系统机电设备的远程监测监控,提高设备控制自动化、机电运输安全管理信息化水平。

参考文献:

煤矿生产概论范文第4篇

(淮北矿业集团芦岭煤矿,安徽 宿州 234000)

摘要:本文依据芦岭-900大巷生产中所面临的变形、破碎等急需解决的问题,分别通过理论分析顶板来压、底鼓的原因,及后期采取的支护方案进行总结,得出了巷道围岩在不同支护方案下的围岩应力应变情况,为深部开挖总结一些经验。

关键词 :软岩巷道;顶板来压;巷道支护;巷道底鼓

中图分类号:TD3文献标志码:A文章编号:1000-8772(2014)19-0203-01

1引言

巷道底鼓是一个非常复杂的物理变化及力学作用的过程,它与巷道围岩性质、应力状态及采取的支护方式有很大的关系[1-3]。芦岭-900大巷的底鼓,应该有以下原因引起的:

(1)围岩含有黏土类矿物成分。-900大巷为芦岭三水平开拓大巷,布置在10煤底板、局部围岩强度较低,围岩成分主要是粉砂岩,泥质胶结,性脆。顶板泥岩主要有高岭石等矿物含量较高。黏土矿物遇水膨胀是引起底鼓的重要物理原因。

(2)水的影响:-900大巷富黏土矿物的底板岩层长期处于侵水状态时,侵水进入岩层引起底板岩层体积增加,并且降低岩层强度,使底板成为释放地应力的突破口,加速底板变形。

(3)深部构造力的影响

围岩存在较大的自身重力。构造应力与巷道轴向夹角岩层的走向大概在20度左右,加速了巷道的变形量。

(4)巷道支护不合理

二次支护只是一次支护简单的重复,不能起到弥补加强的作用,而且后期的锚索退劲现象严重,锚索梁大规模的变形。

2 巷道底鼓的治理技术

2.1支护形式的确定

针对-900大巷的围岩条件和服务年限,结合近年来深部软弱岩层支护技术研究的最新研究成果,及-900大巷局部修复段的成功经验,提出了岩石内部加固注浆稳定围岩,外部骨架式钢带支护围岩的方式。然后采用深部高压注浆,延伸注浆半径[4-5]。

2.1支护参数的优化

注浆锚杆规格φ20×2000mm(利用钢管加工),一般滞后于二次支护后或穿叉于二次支护之间打设,全面断矩形布置,间、排距1600×1600mm。采用适时全面断注浆加固围岩。注水泥单液浆,水灰比1:1,注浆终压定为3MPa,封孔采用快速水泥卷,封孔长度500mm。

3 治理效果及结论

通过对巷道顶帮进行锚带支护、注水泥浆及底板锚注支护。封闭了巷道围岩的裂隙,也减少了底板进水量。使破碎底板围岩被胶结成拱形连续体,改善了巷道围岩的条件,提高了顶帮及底板岩层的硬度,增大了承载能力(见图1)。治理效果较好。

参考文献:

[1] 兰永伟,张永吉,深部开采条件下巷道底鼓机理的研究[J].矿业研究与开发,2005,25(1).

[2] 何满潮,邹正盛,邹友峰.软岩巷道工程概论[M].徐州:中国矿业大学出版社,1993.

[3] 康红普,王金华.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].北京:煤炭工业出版社,2007.

[4] 何满潮,袁和生,靖洪文,等.中国煤矿锚杆支护理论与实践[M].北京:科学出版社,2004.

煤矿生产概论范文第5篇

关键词:巷道断面;冒顶;断面优化;巷道支护

中图分类号:TD322+.1 文献标识码:A

1 概述

顶板事故是煤矿生产的主要灾害之一,是指在地下采煤过程中,顶板意外冒落造成作业人员伤亡、设备损坏、生产终止的事故。煤矿顶板事故主要受顶板岩性、巷道断面形状和参数确定、支护形式等因素控制。在实际煤矿巷道断面设计、施工过程中,支护方式的选择及巷道断面形状的选择是重点考虑的问题,而对支护参数的确定考虑不足;然而,支护参数对巷道围岩稳定性有较大的影响,同一地质条件下,同一巷道断面形状,支护参数对矿山压力显现影响较大,从而又决定了巷道支护方式。本文从巷道断面形状、断面参数优化的角度研究适合特殊地质条件下断面形式、断面设计参数与支护方式,从而达到预防煤矿掘进巷道顶板事故的目的。

2 掘进巷道顶板事故

东荣三矿井田范围地质构造复杂,褶曲构造发育,薄煤层和复合软顶煤层多,占矿井总量的60%,九十年代进入三水平以来,随着开采深度的增大,煤层的赋存条件变得及其复杂;不仅煤层的倾角大,而且大块的优质煤田内褶曲、断层纵横交错,顶板破碎,矿压增大。

2009年11月,东荣三矿掘进施工中五采右四付巷,在施工至10#前20m时,顶板大面积来压,造成顶板20多米的冒顶事故,冒顶区域无作业人员,未造成人员伤害,否则后果不堪设想。

2.1 事故原因分析

巷道断面锚杆规格只有L=1.8m,L=1.6m的限制,间排拒1.0m×0.8m,依据支护经验和对照理论性柱状图的设计支护形式,巷道断面布置,见图1,图2。

当施工至C#点时,巷道刚过断层,并且岩石泥化淋水加大,虽然当时已对其所重视,但只对锚杆间距的加密,间距缩小一半,而当时岩石的产状,厚度已经有所变化,稳定的岩层已变成不稳定岩层,锚杆固定的岩层已经不稳定,锚杆所具有主动加固岩层之间的力,由于力的相互作用反而加大了不稳定岩层的离层力,加上顶板大面积来压,而造成大面积冒顶。

2.2 事故教训

在巷道掘进过程中,理论性的柱状图仅供参考,在井下实际施工中,每隔50m或者100m或者过破碎带、断层时应针对这一段单独分析,分析其围岩稳定性,利用打锚索来判断岩层的产状、实际厚度来指定相应的巷道断面支护规格,优化巷道断面布置参数,预防巷道掘进中的顶板下沉量和顶板的冒顶。

3 影响掘进巷道稳定的因素

一般情况下,根据煤体强度及层(节)理发育程度、支护方式综合确定合理的煤巷断面形状,然而,在地应力特点突出的条件下,出现断层,巷道围岩破碎,顶板离层松动,采用合理的巷道断面形状及正确的支护参数,可以极大改善巷道围岩受力和变形状态。为保持顶板的稳定性,鉴于煤层的层状沉积特征,大多数煤巷在不破顶的前提下采用平顶矩形巷道断面,然而,在特殊的地应力环境下,围岩的应力和变形状态取决于地应力主要方向和巷道断面参数,只有两者耦合匹配,才能取得系统稳定性的最佳效果。

4 巷道断面优化

在巷道断面设计时,应考虑井巷的断面形式与支护参数,应根据井巷工程的地质条件、水文条件、围岩性质及井巷的用途,在特殊的地质条件下应根据其矿山压力显现规律、围岩稳定性,确定适合特定地质条件的、经济的巷道断面形状及支护参数。

方案一、方案二如图3、图4所示。

以东山煤矿皮带道施工为例分析其巷道断面布置参数。

在拱形支护中,常见的支护形式是锚杆和锚索的联合支护,形成组合拱。其主要作用是:

为加固拱作用:提高岩体的抗剪强度,阻止上部围岩的松动和变形拱的加固。

悬吊作用:将要冒落的危岩和软弱岩层用组合拱的作用力来承担岩石的重量。

防止冒顶主要结构:

1)岩石的倾向与巷道走向的夹角较小,L=1.8m.的锚杆可以打到稳定岩层中。

如果顶板不破碎时,可以设计成方案一,将锚杆的锚入方向与巷道拱形边缘垂直。然而顶板破碎时方案一锚杆锚入方案就显得不合理,应采用方案二布置参数,由于岩层倾角小,顶板破碎时,在相同作用力下,方案一锚杆对岩体起到的悬吊作用就小于方案二锚入方式。所以,锚杆的锚入方向应该根据岩层的倾向变化而改变。

2)岩层倾向与巷道走向夹角非常大时,以至于一侧的锚杆锚入不了稳定岩层的。组合拱已经失去了原有的平衡,不能起到加固拱和悬吊的作用,由于一边起加固不稳定岩层的作用,而另一边起到加速岩层分离的作用,从而失去了锚杆的意义,所以在设计锚杆支护形式的同时,不应该只注意柱状图中岩层的厚度,还应该考虑到岩层的倾角。假如遇到图中所显示情况,应该在同一条巷道中的两侧,选择长度不同的锚杆或者用短锚索代替,以达到实际应用中的效果。

结论

预防巷道冒顶的重要方法是地质预报和实际岩层情况的紧密的合理应用加上合理的巷道支护才能达到较好的效果。特别煤岩比较松软,在施工中遇到地质破碎、断层,就更有可能造成大面积垮落,通过对地质预报分析其围岩稳定性判断,利用打锚索来判断岩层的产状、实际厚度来确定相应的巷道断面形式及合适的顶板支护,优化巷道断面布置参数,对煤矿安全生产,预防巷道掘进中顶板的冒顶事故具有重要应用价值。

参考文献

[1]崔云龙.简明建井工程手册(上、下册)[M].北京:煤炭工业出版社,2003:45-48.

[2]何满潮,邹正盛,邹友峰.软岩巷道工程概论[M].徐州:中国矿业大学出版社,1993:12-16.

[3]朱微申,何满潮.复杂条件下围岩稳定性与岩体动态施工力学[M].北京:科学出版社,1996:24-26.

[4]董方庭,姚玉煌等.第2版.井巷设计与施工.徐州:中国矿业大学出版社,1994:54-56.