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深礦井;開采;礦壓控製

發布人:        發布時間:2020-03-31

深礦井開采,因其地壓大,巷道從掘進到報廢要經受較大的變形和破壞。許多巷道要進行反複維修,導致巷道的維護費用高出掘進費幾倍。對礦井生產。如某礦在-600m水平開采中,A工作麵回風巷在掘成後僅在一個月之內,巷道斷麵由5.2m3縮小為2m3,受采動影響還繼續收縮;而B工作麵回風巷掘進斷麵5.7m2,在使用前就大修了三次,使用時僅維持2m2斷麵,此巷維修費等於掘進費的三至四倍。所以,把握深礦井地壓規律,科學合理布置、支護和維護巷道是深礦井開采的重要任務。

1、巷道布置

按深礦井地壓的特點,巷道布置必須掌握好以下三個要求:

(1)開拓和準備巷道要布置在岩石力學性能好的岩(或煤)層中。岩石力學性能好是岩石強度大、破壞小、弱麵少。

(2)巷道要布置在受采動影響小的位置。具體做法:一是含在采空區下方掘巷;二是在采空區冒落矸石中成巷;三是加大大巷或上山距煤層底板的垂直距離,某礦由 450m水平的28m增大到-600m水平的40m~50m;四是跨巷道(大巷或上山)采煤;五是沿空掘巷;沿空留巷。

(3)縮短巷道服務年限。

縮短區段平巷服務年限的措施主要有:一是采用區段集中平巷,分層或分煤層平巷采用超前平巷。此方法盡管在淺部開采中使用較少,而在深部巷道維護困難、維護費用增大時,這是一種較好的辦法;二是采用前進式開采;三是減小工作麵推進躍度。工作麵推進長度是工作麵的一個重要參數,近年來,我國綜采麵一直在加大推進長度,許多已經超過2000m。這是為減小工作麵搬家的影響。而在巷道維護困難、維護費用增大的時候,綜采也要適當縮短推進長度.以求縮短區段平巷的服務時間,減少巷道維護費用。可以縮短區段平巷服務時間,還能保證工作麵推進長度的方法值得借鑒,如跨丘山采煤和沒前上山連續采煤等。

2、巷道支護

在深礦井開采中,巷道支護結構必須滿足以下技術要求:一是支護強度大,可以抵抗高地壓;二是可縮性能好,可縮量大,可以適應圍岩的較大變形;三是封閉性能要好,可以有效避免底鼓。

通常單一品種的支架難以同時滿足這些要求,所以,在高地壓區或軟岩巷道,一般采用封閉的多種支架共用的複合支護結構。

我國煤礦,很少使用圓形斷麵的巷道,由於這種巷道斷麵的利用率較低。但也有采用拱形斷麵加反拱或加底梁的情況。多數采用以錨杆或拱形可縮支架為主體的複合支護結構。

采煤生產實踐證明,錨噴和拱形可縮支架具有良好的可縮性,隻要增加自身的支護強度或與其他支護結構相結合是可以滿足高地壓、大變形巷道的支護的技術要求,具有操作簡單、方便可行、支護費用較低等優點,用錨杆或錨杆配合架棚支護的巷道,巷道圍岩移動量比單用架棚要小。

3、巷道維護

3.1卸壓法

(1)超前導硐

超前導硐是在大斷麵巷道中先開一個小斷麵導硐,再擴大導硐到設計斷麵。導硐和擴巷相隔一定的時間,就是要通過導硐釋放圍岩壓力以減小成巷後支架的受力和這種方法卸壓效果非常明顯,對後期的巷道維護非常有利,通常不需要增加支護費用,而影響巷道掘進的速度。

(2)爆破卸壓

爆破卸壓就是用爆破鬆動圍岩,實現卸壓。常見底板卸壓:就是在巷道掘進工作麵後方一定距離,由底板向下打一組鑽孔,裝入炸藥爆破,在孔底形成爆破鬆動區各孔鬆動區相連在底板中形成鬆動帶。鬆動帶岩石吸收和減緩了外力對底板的作用,可以減小巷道底鼓量。

爆破卸壓的技術難點是確定爆破參數,如:鑽孔直徑、鑽孔深度、鑽孔間距、裝藥量和鑽孔的方向等。爆破參數由於圍岩條件不同而不一樣。所以,各個礦井在采用時要進行試驗論證。

爆破卸壓操作簡便,費用較低,在爆破參數選擇合理時會收到非常好的卸壓效果。

爆破卸壓的另一種形式是在工作麵向前方打深鑽孔進行爆破卸壓,此卸壓與底板卸壓機理不同,屬超前卸壓。超前鬆動卸壓能夠減小巷道後期變形,還能預防瓦斯突出和衝擊地壓的發生。所以,在瓦斯突出和衝擊地壓嚴重的礦井使用效果良好。

(3)鑽孔卸壓

鑽孔卸壓是在圍岩中打鑽孔,通過鑽孔變形實現卸壓。

鑽孔卸壓對減小巷道底鼓、兩幫移近量以及衝擊地壓均有很大的效果。而因鑽孔工作量較大,耗工耗時,費用較高,此方法應用受到了局限。

(4)寬巷卸壓

巷道掘進寬度大於使用寬度,僅支護使用寬度,寬掘部分可自由變形。即寬巷掘進:與此類似的方法是在巷道底腳向兩幫掏槽。用此法進行卸壓,即寬巷卸壓:寬巷卸壓對底鼓和兩幫移近量大的巷道有很好的卸壓效果,而因巷道寬度增大,支架受力也加大。

3.2圍岩加固法

圍岩加固是為了提高圍岩的自支撐能力。其方法:一是機械加固,錨杆是***常用的機械加固方法;二是化學加固,就是把化學材料注入圍岩裂隙內,凝固後能在圍岩中起到黏結的作用,實現加固目的。化學加固使用的化學材料有:水泥漿,合成樹脂和聚氨酯等。水泥漿成本較低,而加固效果差;聚氨酯在與圍岩反應時發泡,體積膨脹,凝固迅速巨具有塑性和較高的黏著能力,所以,加固效果******,但成本較高;合成樹脂加固效果和成本在二者之間,它是煤礦使用較多的化學加固材料。化學加固一般用於圍岩裂隙發育的巷道之中。