您好, 访客   登录/注册

浅谈井巷的维护方式

来源:用户上传      作者:

  [摘要]本文根据实际情况,主要介绍了井巷压力的产生原因,并且详细分析了直接影响井巷稳定性的诸多因素,通过发现我们得出,断面大小、巷道方位、岩石性质和破岩方法等因素都可以直接影响着井巷的稳定性。并提出了井巷的整体维护方式。
  [关键词]井巷 稳定性 因素 维护方法
  [中图分类号] TD26 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-349-2
  为了使井巷更具有稳定性,需要对井巷进行不定期的维护工作。在对其进行维护之前,首先要考虑到经济问题,在保证经济的前提下,对其进行合理、有效的维护工作。井巷中的围岩强度以及应力都会直接影响到整个井巷的稳定性能。假设围岩应力严重超出了围岩的强度,那么该井巷处于一个极为不稳定状态;若是当围岩应力与围岩强度与之平衡时,则该井巷才算处于稳定状态下。就目前来看,维护井巷稳定性的方法有很多种,但其根本目的,还是为了让围岩应力与围岩强度相互平衡。
  1产生井巷压力的原因
  1.1地压的性质
  原岩以及围岩之间会起到一个机械作用,在这种情况下所形成的压力被称之为地压。那些尚未经过破坏的岩层会受到上下、左右、以及前后的压力挤压,这种自然压力相对平稳,被称之为相对应力的原始状态。如果人工对岩层或者煤层进行开掘巷道之后,势必会受到一定程度的破坏,此时围岩压力会重新分布。
  1.2垂直巷道地压
  如果人们在岩石内部开掘立井之后,岩石中原有的应力同样会遭到不同程度的破坏。一旦当岩石内部的原有应力遭到破坏之后,其周边的井筒就会形成一个破坏区域,而在这个区域中的岩石就会不停向井内倒落。若是在这时有支架作为支撑,那么垂直巷道的地压便会对整个支架产生挤压力。
  1.3巷道倾斜的地压
  为了更好的计算出倾斜角中的地压,应该根据现场的实际情况,对巷道的倾角进行计算。可是由于在这个过程中,会直接受到倾角的影响,因此其内部的岩石重力可以分成切线分力以及法线分力两种。
  2对井巷造成不稳定因素的原因
  2.1围岩性质
  在含煤的地层中,普氏系数约为1~2。其中蕴藏的硬砂岩以及石灰岩的系数约为10~15,如果把巷道放置在硬岩中,那么巷道其自身的稳定性将提高15倍以上,通过以上数据我们可以很直观的看出,井巷中,岩性会直接影响到整个围岩的性质。
  2.2轴线的巷道方向
  通过实践中我们可以很明显的看出,如果轴线方向与岩石的应力方向保持一致时,这个时候巷道的稳定性最好。当岩石的应力方向和轴线方向处于水平垂直时,稳定性能最差。
  2.3沿空护巷以及掘进方案
  在对井巷进行掘进时,应该待动压稳定之后,方可进行掘进工作,为了彻底解决回采工作中遇到的问题,在进行掘进过程中,主要采取护巷沿空、留巷沿空以及护巷无煤柱等方法。
  对于井巷的掘进工程而言,通常情况下会使用宽面掘进,这种掘进方式有很多好处,即多出煤、少出矸,在此基础上,宽面掘进还可以把覆岩层上的重力逐渐引向实体煤上,这样更方便巷道的维护和管理。
  3井巷的维护方法
  从上述中我们大致可以得出一个结论,那就是在井巷的维护过程中,地压情况是最主要的一个影响因素,为了可以更好的维护巷道的稳定性,确保巷道不会出现垮落或变形的情况,当每条巷道掘进完成之后,都会进行一个支护,根据需要维护巷道的实际情况,制定不同的维护方案,这些方案数量较多,根据巷道的结构大致可以被分成棚式支护、拱碹支护以及锚喷支护等等。
  3.1棚式支护概述
  对于棚式支护而言,从材料结构上看,可以将其分成三种,分别是木支架以及金属支架和钢筋混凝土支架,如果从形状上将其分类,则可以分成拱形、梯形和四边形。下面,我们就来看看这几种不同支架的区别。
  3.1.1木支架:对于这种木支架而言通常情况下都会被使用在那些断面较小且地压较低的地方,其主要原因是因为木支架不防火、容易受潮被虫侵蚀,而且强度有限,这种木质结构的支架只能用于临时支护。
  3.1.2金属支架
  金属支架可用范围极广,在那些回采巷道、准备巷道、断面大以及地压非常严重的巷道中都可以使用。但是在具有一定酸性水的环境当中要尽量避免使用金属支架,因为酸性水会让金属支架生锈,影响金属支护强度,很容易造成安全隐患。
  3.1.3钢筋混凝土支架
  钢筋砼支架适用于那些服务年限较长,且没有经过破坏的井巷内,在那些断面低于15平方米的巷道中使用钢筋混凝土效果极为明显。
  3.2拱碹支护
  对于拱碹支护而言,它非常坚固,而且具有防火、防水、通风时阻力较小以及材料来源范围广等多种优势。但这种拱碹支护同样也具备一些缺点,还有待改进,例如拱碹支护的成本造价非常高,施工起来整个过程显得极为复杂,对于拱碹支护而言,主要用在服务年限长的巷道中,在那些井巷条件较为苛刻、环境较为复杂的地方,不易使用拱碹支护。
  3.3锚喷支护
  锚喷支护实质上是喷射混凝土以及锚杆支护相互结合的一种支护形式,它可以使那些刚性支护逐渐软化。在不同的围岩情况下,锚喷支护会有不同的效果。
  (1)从整体上看,这一类型的围岩强度普遍较高,如果处于一个中等情况开采,那么巷道可以使用光面爆破,在使用光面爆破的情况下,往往不需要对其进行支护作业。为了防止风化以及减小岩块导致的应力集中,可以对其中进行支护作业,但是在整个支护过程中,使用的是砼室支护。
  (2)对于块状岩体而言,这种围岩的整体性能非常差,可围岩内部却十分坚硬,在岩块和岩块之间,通常都是相互咬合在一起。通过这种锚喷支护,可以在短时间内将这些岩块分离开,而且可以有效防治危石的掉落,从而保证了围岩整体的稳定性。
  (3)对于那些层状的岩体来讲,锚杆支护作用的效果更为明显。在层状岩体中,岩层很容易因地心引力而产生顺层滑动,在这时可以使用锚杆支护,因为锚杆支护可以有效增强摩擦力,将那些即将出现滑动的岩层进行加固作用。在井巷的维护过程中,离层和弯张都可能同时出现破坏情况,在这时,则需要依靠锚杆,将不同岩层相互组合,形成一个整体的组合梁,从而增加抗弯刚度。
  当井巷在掘进过程中,应该根据实际情况,合理选择井巷的维护方案,只有这样才可以保证安全施工,提升整体的工作效率。
  参考文献
  [1].吴连军.浅谈井巷的维护方式[J].山西焦煤科技,2012(12):15-17.
  [2].张传和.浅谈井巷的维护方式[J].煤,2012,17(8):280-281.
  [3].井庆平.浅谈井巷的维护方式[J].中外医疗,2013(1):110-114.
  [4].井庆平.浅谈井巷的维护方式[J].化工之友,2012(1):110-114.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-5671141.htm