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浅析井下地质构造对巷道支护的影响

作者:未知

  摘要:煤矿地质构造对井下巷道支护作业造成很严重的影响。通过对巷道支护的作用和巷道支护材料的介绍,分析了地质构造对井下巷道支護的影响,同时对遇到构造的注意事项进行了详细阐述,希望可以促进该行业的发展
  关键词:地质构造;巷道支护;支护材料;正断层
  在井下巷道掘进的过程中经常会遇到各种特殊类型的地质构造,这些地质构造的特殊性往往会对巷道支护作业造成很严重的影响。在所有类型结构中,褶皱是井下最常见的地质构造类型。在整体井下巷道支护的过程中,即使在大范围内更好地进行锚杆支护的操作,也仍然会发生变形。因此需要根据井下地质构造对巷道支护的影响进行全面地分析。
  1 巷道支护的作用和材料
  1.1 巷道支护的作用
  巷道支护的目的是为了更好地缓和和减少围岩的移动,在生产活动的过程中更好地防止巷道断面不过度缩小,同时通过有效阻止围岩的移动来使得巷道的断面不容易缩小[1]。要想让巷道支护的效果变得更好,主要取决于支架本身承载能力的大小、围岩的性质、支架力学的性质、支架设置的密度和支架安装的时间等因素。
  1.2 巷道支护材料
  煤矿巷道的支护材料从木支护、型钢支护过渡到了锚杆支护。从使用的频率和效果来看,锚杆支护是最经济有效的支护,它不仅能够有效地降低支护本身的使用效果,而且也能够降低支护使用的成本,同时减轻劳动工作强度,最终为煤矿的安全生产奠定良好的条件。
  2 构造应力对巷道的影响
  常见的地质构造类型有:1小断层在煤矿作业的整体过程中,小断层是一种最常见的井下地质构造,这种地质构造类型对于巷道支护将产生非常重要的影响。发生小断层最明显的标志是煤层的顶板发生位移或者位移变得非常明显;2复合顶板。在整个煤层的结构中,直接顶、伪顶和老顶是3种主要的顶板结构。而且在煤层的顶板中普遍存在着多处的薄煤线。通常情况下,不管是何种顶板结构都会直接存在于直接顶和伪顶的接触面中。另外,复合顶板主要是由薄岩层和煤线一起组成的。如果在整个复合顶板的结构内部加入适当的巷道支护,如果不及时处理的话,势必会对整体结构产生影响;3小褶皱。小褶皱是最能够影响巷道支护的一种重要现象。特别在巷道支护的过程中,小褶皱发展得相当频繁。在整体煤矿掘进和挖掘的过程中,煤矿顶板的主要构造为挠曲的构造,整体构造具有非常大的规模,而且内部的形状特征也会变得非常不规则,最终会出现巷道周围支护煤矿层发生变形的现象,甚至在整个操作的过程中出现冒顶的现象。
  构造应力对巷道的影响存在于掘进、支护乃至回采的所有环节,具体特征为:巷道开掘时期,巷道极易发生冒顶、片帮现象,巷道通常难以成型;巷道支护区域,支护方式不当时,极易出现锚杆与锚索断裂,同时顶板与两帮会发生剧烈变形与运移;回采时期,巷道在构造应力与采动应力的双重作用下,巷道所受影响进一步增强[2]。鉴于此,为确保构造应力区域巷道支护的有效性,支护形式在达到常规支护需求的同时还应具备以下几点要求:1具备较强的承载性能。鉴于构造应力的对外释放多以水平应力为主,且猛烈、突然,因此巷道支护时应当在其应力集中侧提供充足的支护强度。而当在深部巷道中,应当为巷道顶底板及两帮均提供充足的支护强度,以保证能够对构造应力的释放起到良好的控制;2确保支护材料的抗冲击性。鉴于构造应力区域内巷道变形的突然性,支护材料必须具备一定的抗弯曲变形能力,使其在承受巷道围岩变形时能够通过弯曲来释放压力,避免发生断裂;3确保围岩整体稳定。构造应力释放时的冲击能极大,这就对支护结构的稳定性有较强需求,以确保面对激烈的变形能够避免失稳破坏;4确保围岩整体性。通常而言,巷道变形破坏多发生于支护薄弱环节,因此针对构造应力区域,支护应采取全断面支护方法,确保支护体整体完整闭合,以消除薄弱环节。
  3 遇到构造的注意事项
  3.1 正断层掘进
  当煤矿掘进的过程中,断层出现在人们的视野中时,如果煤层顶板突然出现上升趋势,而后冒顶,又或者在掘进的过程中,断层突然出现在视野中而煤层的顶板突然出现下降趋势的话,此时就要注意做好过断层的准备。如果需要掘进的话,尤其要注意防止出现冒进或者其他的风险。值得注意的是,在过断层的过程中尤其要充分利用带网支护,必要时注浆加固,这样才不会使得其在支护的过程中出现塌方。
  3.2 顶板挠曲构造
  一旦遇到挠曲构造,就要对其构造的特别进行全面的观察,之后再全方位地做好预防的工作。如果在整体的过程中出现煤层的倾斜角度不断加大的情况,就应该尤其注意采用锚索钻机来全面探查煤层顶部本身的情况,在这个基础上在做好加密支护的工作。
  4 结束语
  巷道支护科学、有效是确保井下生产作业安全、持续、高效开展的必要前提,而褶曲作为井下巷道开掘中常见的地质构造形式,确保通过此类区域时巷道支护设计的科学性十分必要。矿井管理者应组织专业技术人员开展针对性探究,分析相应的构造力释放特征,从而设计针对性的支护方案,从而确保矿井长久持续发展。
  参考文献:
  [1]阿里木·艾沙.煤矿井下常见地质构造及其对工作面安全开采的影响探讨[J].内蒙古煤炭经济,2018(14):47+58.
  [2]杨连福.煤矿井下地质构造分析与顶板支护[J].中国新技术新产品,2018(05):140-141.
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