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综放工作面超前支护优化研究

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  摘要:随着社会前进步伐的不断加快,在矿业方面的支护方式也得以升级与改进。新技术的引进,使传统技术面临着被改进或者被淘汰掉,文章通过对矿业的巷道矿压观测,提出改进建议,使其适应在地质条件较差地段的巷道超前支护。
中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-6164986.htm
  关键词:综放工作面;超前支护;实体侧巷道;深部巷道
  中图分类号:TD355 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)28-0041-02
  在矿业中,单体柱的大棚支护是传统超前支护所采用的主要形式,经过了多年的实践应用,虽已熟练掌握了其主要的支护技术要领,但存在的繁杂步骤与人力资源的消耗却暴露了传统单体柱大板棚的超前支护的弊端。本文主要通过对矿业的巷道矿压观测,提出改进建议,优化综放工作面超前支护的技艺,使其可以得到更好的发展。
  1 有关综放工作面超前支护的理论概述
  1.1 超前支护系统的含义
  超前支护是用来为隧道工程在开挖工作面的稳定做保障的,并且是采取超前于掌子面开挖的副手。两列两节式样的超前支架和锚固支架是超前支护系统的重要组成部分,并且是由二者构成的。它要求其工作阻力要大于等于支护面积与支护强度的乘积。
  1.2 超前支护的主要形式
  第一种是被用作锚固定前方的围岩的超前管棚,它最擅长于应用在比较艰险的地段并与钢架合理搭配使用,其中,它的超前管棚所选择使用的是半径在35到90毫米之间,壁厚在4到8毫米之间的无缝隙钢管。
  第二种则是超前小钢管,或者是超前锚杆。它的长度一般是3到5米,与钢架施工工作搭配使用,是被用来为锚固前方的围岩起到一定作用的形式。
  第三种形式则是堵截水和注浆加固围岩的方式。超前小导管的注浆是要求我们沿着其外部轮廓线,以特定的角度在对管壁进行开挖。与此同时,用压力的作用向管内注入带有凝胶作用的浆水,使其在数时之后起到对围岩的加固作用。超前深孔注浆的终极目标是为了对水源进行封堵,并且对地层进行加固作用。
  这种形式运行的原理即是:通过浆液的压力把原本破坏了的围岩裂缝用浆水进行修护补充,再根据压密的作用,使其完成终极的加固与防水的目的。
  1.3 综放工作面的含义
  综合机械化放顶煤回采工作面正是综放工作面的全称,通常是指在普通综采工作面有足够煤厚的基础上,再于液压支架的后面,通过架设一部大功率的刮板输送机,使得前面采煤机切割不到的煤放下来而被搬运走,即为综放工作面的含义。
  2 综放工作面超前支护在煤矿深部巷道的应用情况
  随着社会与科技的发展,我国在开采矿区方面的成就也日益凸显出来。我国在煤矿开采业中,很多煤矿的开采深度超过700米,将地质构造的复杂性与高难度的开采形式集中起来,使得围岩很容易产生形变,引发矿井灾害的事故率相对来说较高。这就说明它是一个地段极其艰险的矿区,并且在超前支护方面,对巷道的支护措施履步维艰。由于时代的发展,传统的铰梁单体支护的形式,早就已经作用减退,不能适应新情况的应用,更不能用来解决矿井冲击所导致的矿压巷道支护的难
  题了。
  2.1 对深部巷道进行超前支护系统的井下试验情况
  在深部巷道的井下试验动工之前,需要做好前期的准备工作,比如在试验进行的内容观测的明确上,在观测地点的选择上,以及对超前支架的运用压力观测结果的准确性上等。
  对试验中需要观测的内容进行明确的规定。主要通过仪器对围岩形变情况的观察与测量,其中主要是针对对顶板与底板和两帮的移近量的观测,以及对支护阻力在超前支架中的测量结果。
  在观测地点的选择上,本次试验将距离切眼250米到460米的位置,进行围岩形变观测地点的设置,并布置测试点总数为六组,且组与组之间的间隔是50米每组,继而根据特定的情况用工程线、测枪、钢卷尺等工具加以辅助。
  对压力在超前支架的观察与测量是本次试点的“重头戏”。在对其布置试点方面要求超前支架要每一列都按照工作面的走向来完成布置所需要的固定数量的测线条数,初步拟为六条,并在其中完成三个测试点的设置。然后,附之以电子原图对发生变化数据与支架阻力有关的部分进行详细具体记录工作。
  2.2 试验效果展示
  对已经选好的试点中工作面的每个测试点进行观测、记录,直至结束。通过实际的对比观察,传统的单体超前支护巷道比超前支架的支护巷道所产生的效果明显不同,单体超前支护巷道的形变效果要更突出一些。
  而根据试验在观测超前支架工作阻力方面所显示的记录结果表明,前三号的测试点的平均工作阻力值都占有相当高的比例份额。表明其在推进支护效果方面的作用是不容小觑的,它自身所具备的高强度支护和支撑能力强的特征,为巷道围岩减小形变效果的产生提供了有利的基础条件支撑。
  经过半年科学精准的记录试验所产生的结果和预计中存在的难题,使得在综放工作面超前支护系统中的主要数据在结构合理性与真实性方面得以证实。在支护艰险地质条件下,应该采纳运用60米的超前支护形式,来减轻形变严重与对顶底板压力大的现象,达到行之
  有效。
  3 对综放工作面超前支护的优化效益情况
  3.1 对综放工作面的原支护技术的形式
  设置一种柱距与棚距相等的大板在轨道巷超前棚架处,并且其距离都为1米。同时,还设有π型钢制的复合棚。其中,还有4.8米的大板与巷道相垂直设置。但其中有两排π型的钢抬棚于平行巷道的两头,并于交叉点的位置进行单体支护作用,这个交叉点即是:π型钢板与大板的交叉重合部分。
  3.2 对综放工作面的超前支护进行优化
  设置两大排的π型钢制棚于巷道的里帮与外帮处,并且要距离此巷道帮400毫米处。单体柱的柱距也是1米,但是其超前支护的长度却不能在40米之内,并将单体柱设置在π型钢制复合棚与双钢筋托梁的重复交叉点上。其排尾架的前梁头设置在9到13米的距离之内,这样一来,就能够更容易对巷道应力所增多的阈值施以综放工作面的超前支护措施。
  3.3 综放工作面超前支护的效益情况
  由于科学技术的革新,综放工作面的超前支护亦带来了许多的收益,其中安全效益与经济效益更为显著。在施工的过程中,由于大板与π型钢复合抬棚用于架设的环节过于复杂,其板又十分厚重,需要多个人共同协作才能完成运送过程,其安全隐患实在堪忧。再者,由于井下潮湿的特殊情况,限制于大板的钢材质,使得在运送过程中,也难控工人摔跤的情况。
  当对综放工作面的超前支护优化之后,将在π型钢抬棚上直接动工,减少了许多繁琐的工作程序的困扰,使其操作起来更灵活,更便利,现场的执行更加得心应手。在优化之后,通过其排尾架的架设不需要大板的冗余工序,而实现了从根本上消除单腿棚所带来的
  弊端。
  优化之后的超前支护系统,很大程度上节约了人力的投入,并且只需要利用个别的停机运转时间,就能够完成一个超前棚的搭设,期间不需要别的投入。其改良优化之后,减少并取消大板的使用数额,使得必须的成本费用降至最低。同时,它的受益群体还产生在加工运输环节,使得井下运输工作的问题得以有效解决,提高了工作效率的总额,并在小范围内实现了最大的经济
  效益。
  4 结语
  在对综放工作面超前支护的优化研究中,不难发现新的科技手段总是在不断前行着,其给人类的生活与发展领域的贡献也是显著的,但是对于矿业工作者来说,安全是尤为重要的前提。因此,对于一些矿压显示不清的巷道,需要采用对综放工作面超前的支护优化方式,从而推动矿业的健康稳定发展。
  参考文献
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