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矿压监测系统

深矿井;开采;矿压控制

文章出处:未知作者:admin人气:发表时间:2017-01-16 09:21【

深矿井;开采;矿压控制
  深矿井开采,因其地压大,巷道从掘进到报废要经受较大的变形和破坏。许多巷道要进行反复维修,导致巷道的维护费用高出掘进费几倍。对矿井生产。如某矿在-600m水平开采中,A工作面回风巷在掘成后仅在一个月之内,巷道断面由5.2m3缩小为2m3,受采动影响还继续收缩;而B工作面回风巷掘进断面5.7m2,在使用前就大修了三次,使用时仅维持2m2断面,此巷维修费等于掘进费的三至四倍。所以,把握深矿井地压规律,科学合理布置、支护和维护巷道是深矿井开采的重要任务。
  1、巷道布置
  按深矿井地压的特点,巷道布置必须掌握好以下三个要求:
  (1)开拓和准备巷道要布置在岩石力学性能好的岩(或煤)层中。岩石力学性能好是岩石强度大、破坏小、弱面少。
  (2)巷道要布置在受采动影响小的位置。具体做法:一是含在采空区下方掘巷;二是在采空区冒落矸石中成巷;三是加大大巷或上山距煤层底板的垂直距离,某矿由 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)缩短巷道服务年限。
  缩短区段平巷服务年限的措施主要有:一是采用区段集中平巷,分层或分煤层平巷采用超前平巷。此方法尽管在浅部开采中使用较少,而在深部巷道维护困难、维护费用增大时,这是一种较好的办法;二是采用前进式开采;三是减小工作面推进跃度。工作面推进长度是工作面的一个重要参数,近年来,我国综采面一直在加大推进长度,许多已经超过2000m。这是为减小工作面搬家的影响。而在巷道维护困难、维护费用增大的时候,综采也要适当缩短推进长度.以求缩短区段平巷的服务时间,减少巷道维护费用。可以缩短区段平巷服务时间,还能保证工作面推进长度的方法值得借鉴,如跨丘山采煤和没前上山连续采煤等。
  2、巷道支护
  在深矿井开采中,巷道支护结构必须满足以下技术要求:一是支护强度大,可以抵抗高地压;二是可缩性能好,可缩量大,可以适应围岩的较大变形;三是封闭性能要好,可以有效避免底鼓。
  通常单一品种的支架难以同时满足这些要求,所以,在高地压区或软岩巷道,一般采用封闭的多种支架共用的复合支护结构。
  我国煤矿,很少使用圆形断面的巷道,由于这种巷道断面的利用率较低。但也有采用拱形断面加反拱或加底梁的情况。多数采用以锚杆或拱形可缩支架为主体的复合支护结构。
  采煤生产实践证明,锚喷和拱形可缩支架具有良好的可缩性,只要增加自身的支护强度或与其他支护结构相结合是可以满足高地压、大变形巷道的支护的技术要求,具有操作简单、方便可行、支护费用较低等优点,用锚杆或锚杆配合架棚支护的巷道,巷道围岩移动量比单用架棚要小。
  3、巷道维护
  3.1卸压法
  (1)超前导硐
  超前导硐是在大断面巷道中先开一个小断面导硐,再扩大导硐到设计断面。导硐和扩巷相隔一定的时间,就是要通过导硐释放围岩压力以减小成巷后支架的受力和这种方法卸压效果非常明显,对后期的巷道维护非常有利,通常不需要增加支护费用,而影响巷道掘进的速度。
  (2)爆破卸压
  爆破卸压就是用爆破松动围岩,实现卸压。常见底板卸压:就是在巷道掘进工作面后方一定距离,由底板向下打一组钻孔,装入炸药爆破,在孔底形成爆破松动区各孔松动区相连在底板中形成松动带。松动带岩石吸收和减缓了外力对底板的作用,可以减小巷道底鼓量。
  爆破卸压的技术难点是确定爆破参数,如:钻孔直径、钻孔深度、钻孔间距、装药量和钻孔的方向等。爆破参数由于围岩条件不同而不一样。所以,各个矿井在采用时要进行试验论证。
  爆破卸压操作简便,费用较低,在爆破参数选择合理时会收到非常好的卸压效果。
  爆破卸压的另一种形式是在工作面向前方打深钻孔进行爆破卸压,此卸压与底板卸压机理不同,属超前卸压。超前松动卸压能够减小巷道后期变形,还能预防瓦斯突出和冲击地压的发生。所以,在瓦斯突出和冲击地压严重的矿井使用效果良好。
  (3)钻孔卸压
  钻孔卸压是在围岩中打钻孔,通过钻孔变形实现卸压。卸压钻孔布置如图1。
  钻孔卸压对减小巷道底鼓、两帮移近量以及冲击地压均有很大的效果。而因钻孔工作量较大,耗工耗时,费用较高,此方法应用受到了局限。
  (4)宽巷卸压
  巷道掘进宽度大于使用宽度,仅支护使用宽度,宽掘部分可自由变形。即宽巷掘进:与此类似的方法是在巷道底脚向两帮掏槽。用此法进行卸压,即宽巷卸压:宽巷卸压对底鼓和两帮移近量大的巷道有很好的卸压效果,而因巷道宽度增大,支架受力也加大。
  3.2围岩加固法
  围岩加固是为了提高围岩的自支撑能力。其方法:一是机械加固,锚杆是最常用的机械加固方法;二是化学加固,就是把化学材料注入围岩裂隙内,凝固后能在围岩中起到黏结的作用,实现加固目的。化学加固使用的化学材料有:水泥浆,合成树脂和聚氨酯等。水泥浆成本较低,而加固效果差;聚氨酯在与围岩反应时发泡,体积膨胀,凝固迅速巨具有塑性和较高的黏着能力,所以,加固效果最好,但成本较高;合成树脂加固效果和成本在二者之间,它是煤矿使用较多的化学加固材料。化学加固一般用于围岩裂隙发育的巷道之中。

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