矿山复杂地质条件掘进支护技术应用研究

铁法煤业(集团)有限责任公司晓明矿 辽宁 铁岭 112700

引言

国家在不断发展过程中对能源的消耗必不可少。能源主要分为不可再生能源和可再生能源,其中不可再生能源非常宝贵,不可再生能源无法再生或者形成时间非常长,随着不断的使用只会越来越少,矿山资源就属于不可再生能源。在国家发展过程中,对矿山资源的需求量也在不断增大,这种情况势必会加大对矿山的开采力度,在一定程度上增加开采的风险性,为了避免意外事故的发生,在开采作业中会应用各种掘进支护技术,以维持开采环境的稳定性。若矿山的地质条件更为复杂,风险性会进一步加剧,所以更应该结合矿山地质条件应用合理的掘进支护技术。但是许多矿企业在矿山开采过程中注重的仅仅是开采进度,反而不注重开采的安全性,这就产生了许多的安全隐患,反而在无形之中增加意外情况的发生概率,基于此,深入研究矿山复杂地质条件掘进支护技术应用就十分关键。

一、矿产复杂地质条件下掘进支护中常见问题

(一)支护设备陈旧。矿山开采本身就具有极高的危险性,如果地质条件复杂,危险性也会进一步提高。在实际的开采作业中,因为矿山的巷道深埋在地下,随着开采进程的不断推进,巷道的开采规模也逐渐扩大,作业环境也会愈发复杂,这也对掘进支护技术提出更高的要求。但是许多矿企为了节约自身的开采投入,许多掘进支护设备的使用时间都非常长,大多都存在陈旧、落后的问题,在支护过程中无法更好的发挥自身的作用,再加上作业环境复杂,反而容易出现坍塌等意外情况[1]。

(二)工作流程混乱。在采矿过程中,资源开采流程和步骤需要密切配合,保证流程和步骤的规范化、流程化,各个环节衔接顺畅,加快开采速度。在实际的开采作业中,工作流程非常混乱,无法达到规范化和流程化的目标。许多矿企为了可以更快开工,并不注重流程和步骤设计,开采过程中掘进支护技术与开采进程的适应性也相对较低,作用和效果都受到极大的影响,在加上工作流程混乱,就会产生更多的安全隐患。

二、复杂地质条件下软岩变形原因分析

如果矿山的地质条件相对复杂,在选择支护技术的时候往往会以软岩支护技术为主。软岩不稳定性较强,更容易发生意外情况,为了强化开采环境的稳定性,往往从强化软岩巷道支护的角度入手。软岩本身的就缺乏稳定性,因此在高力的影响下就很容易出现变形的情况。软岩受到高力的影响,巷道的两边就极容易发生位移或者顶板下沉的情况,进一步加剧软岩的不稳定性,巷道就极容易出现断面的情况[2]。除了高力影响以外,如果巷道本身条件较差,例如处于斜交状态,反而会对其他的巷道造成影响,极大程度上增加底板破坏现象的发生概率。底板破坏之后,巷道岩体周围就会出现膨胀或者软化的现象,岩石的强度明显降低,软岩就极容易发生变形的情况。

三、矿山复杂地质条件掘进支护技术应用

(一)全金属型和U型支护技术。全金属型掘进支护技术主要分为两种类型,分别是全封闭金属支架支护和现浇混凝土支护技术,两种掘进支护技术的适用范围并不相同。在处理巷道围岩应力和支护体变形问题上,全封闭金属支架支护就无法发挥作用,因为全封闭金属支架支护只能对巷道围岩给予一定的保护,对于变形的软岩来说,反而无法达到更好的支护效果。

U型支护技术想要达到更好的支护效果,对金属支架的要求相对较高,金属支架必须具有极高的可伸缩性,从而具有极高的抵抗力,极大程度上提高开采环境的安全性。为了尽可能达到U型支护技术的预期效果,U型支护技术往往采用高支撑和极强可伸缩的材料[3]。但是U型支护技术的应用也存在明显的局限性,只有在围岩变形之后才能发挥支撑作用,所以使用范围相对小。

(二)锚杆支护技术和联合支护技术。锚杆支护技术属于主动支护技术的范畴,但是并不是所有的锚杆支护技术都是主动支护技术。锚杆支护技术也可以分为主动和被动两种类型,而这两种类型的主要区别就在于支护体的安装。在使用锚杆支护技术的时候,安装锚杆时一定一套保证力度充足,才能预防锚杆下滑情况的发生,保证支护效果,提高施工安全性。

联合支护技术指的就是各种掘进支护技术的组合使用,通过不同掘进支护技术共同使用来弥补不用掘进支护技术存在的缺陷和不足,进而达到功能互补的效果,以达到更为理想的支护效果。各种掘进支护技术的组合可以更好的应对软岩巷道变形或者单一支护难以支护的问题,并且从外部改善围岩的受压情况,内部强化围岩自身强度,促使开采环境更为稳定,进一步提高开采的安全性。

结语

随着国家发展对矿山资源需求的不断扩大,在一定程度上为矿企的发展提供了有效的助力,促使矿企发展速度不断加快,可以更好的满足国家对矿山资源的需求,并且通过掘进支护技术来提高矿山开发安全性,在提高能源产量的同时,进一步保障采矿人员的生命安全。第三次科技革命的到来,醉着科学技术的不断发展,掘进支护技术也层出不穷。矿企在采矿过程中要注重掘进支护技术的选择,根据矿山复杂地质条件选择最为适宜的掘进支护技术,充分发挥掘进支护技术的作用,促使开采环境更为稳定、安全,保证开采进程可以更为顺利的进行。