采煤工作面超前支承壓力分析及超前支護(hù)優(yōu)化

采煤工作面超前支承壓力分析及超前支護(hù)優(yōu)化摘要：隨著煤礦開采深度的增加，煤炭資源開采作業(yè)面臨的地質(zhì)環(huán)境越來越復(fù)雜，尤其是破碎頂板巷道的開挖和支護(hù)。然而，原有的巷道支護(hù)技術(shù)已經(jīng)不能滿足深基坑（礦井）支護(hù)的需要，威脅著開挖（施工）作業(yè)的安全。鑒于此，探索有針對(duì)性的支撐技術(shù)具有重要意義。主要分析了采煤工作面超前支護(hù)壓力的分析和超前支護(hù)的優(yōu)化。關(guān)鍵詞：支承壓力；超前支護(hù)；工作面；單體支柱引言在煤礦深部開采中，選擇合理的礦山支持方法是確保安全生產(chǎn)的前提，其中還應(yīng)考慮到地質(zhì)條件和施工因素，并應(yīng)根據(jù)沉陷原則選擇合理的支持方法。1、煤礦巷道支護(hù)的重要性隨著國家的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)水平顯著提高，煤炭工業(yè)作為重工業(yè)的重要組成部分的發(fā)展，對(duì)工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了重大影響，從而影響了國家整個(gè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度和水平。煤礦安全是一個(gè)主要關(guān)切問題。近年來，煤礦倒塌等危險(xiǎn)事故司空見慣。如果不消除對(duì)采礦環(huán)境的安全風(fēng)險(xiǎn)，如果工人的安全得不到保障，人民和財(cái)產(chǎn)的安全將受到嚴(yán)重威脅，在某些情況下，國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將受到嚴(yán)重?fù)p害。隨著我國人民生活水平的提高，人們的安全意識(shí)也在提高，許多工業(yè)精英正在努力尋找措施來改善礦山的安全，而礦山的建設(shè)是直接影響到總體安全的一個(gè)重要因素。在地質(zhì)安全方面，經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員制定了一系列措施，不僅通過審查地質(zhì)的地理位置和地質(zhì)狀況，而且通過改進(jìn)工作，查明和處理采礦前的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以查明和減少安全風(fēng)險(xiǎn)。2、采煤工作面巷道掘進(jìn)變形特征及影響因素分析本文研究的工作面自施工以來，行車道發(fā)生了嚴(yán)重變形，為了正確理解工作面變形，在其頂板采用“十字布點(diǎn)”的方式對(duì)頂板和兩幫的移近量進(jìn)行監(jiān)。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，可總結(jié)出工作面變形特征如下:①工作面巷道頂板出現(xiàn)不同程度的煤層脫落；巷道頂板所采用的支護(hù)錨桿被拉斷且鋼帶也被拉斷，其中有一部分鋼絲網(wǎng)被完全破壞。其中，針對(duì)頂板下沉掉包嚴(yán)重的位置采用木垛的方法進(jìn)行強(qiáng)化支護(hù)，但最終效果不明顯。②整個(gè)巷道工作面的底鼓現(xiàn)象較為嚴(yán)重，底鼓量最大可達(dá)1500mm。由于較大的底鼓量導(dǎo)致整個(gè)巷道的高度僅為^。③工作面巷道兩幫的片幫現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致留設(shè)煤柱變小。④巷道底板與靠近工作面幫部的位置處出現(xiàn)嚴(yán)重的鼓出現(xiàn)象，導(dǎo)致原先的支護(hù)效果完全失效。3、巷道支護(hù)工藝優(yōu)化3.1利用預(yù)留煤柱支護(hù)就煤礦而言，暫時(shí)不開采的部分煤礦通常被保留為確保整個(gè)煤礦產(chǎn)出穩(wěn)定的支柱，這種做法簡(jiǎn)單、易于使用，并對(duì)整個(gè)煤礦的環(huán)境產(chǎn)生重大影響，從而改善環(huán)境空氣流通但是，保留煤礦支柱的工作也存在重大缺陷，主要原因是項(xiàng)目費(fèi)用很高，而且整個(gè)項(xiàng)目需要大量財(cái)政支助。此外，穩(wěn)定效應(yīng)很低，不僅需要在初期嚴(yán)格測(cè)量煤礦支柱的選擇，而且還需要在后期加固中增加整個(gè)煤礦的強(qiáng)度。煤礦支柱只能通過多方面的結(jié)合才能得到最佳利用。3.2聯(lián)合支護(hù)技術(shù)眾所周知，護(hù)技術(shù)是復(fù)雜的，其穩(wěn)定性有許多影響整個(gè)支護(hù)的因素。除了上述方面之外，還有許多方面對(duì)整個(gè)煤礦具有影響，但最重要的是使用各種支助技術(shù)，必須將這些影響礦山穩(wěn)定性的技術(shù)結(jié)合起來，并消除其殘馀物，以確保整個(gè)煤礦的穩(wěn)定性。例如，在煤礦開采中，由于地質(zhì)構(gòu)造的特殊復(fù)雜性，往往發(fā)現(xiàn)堅(jiān)硬程度較低的巖層，因此有必要使用錨定技術(shù)，以減少整個(gè)支護(hù)設(shè)施出現(xiàn)問題的風(fēng)險(xiǎn)，并確保礦山的安全。由于這種技術(shù)的成本低、經(jīng)濟(jì)效益低以及整體保護(hù)的效率和穩(wěn)定性，它被廣泛用于煤礦開采，但由于技術(shù)上的制約和對(duì)外部環(huán)境的脆弱性，錨固支撐技術(shù)本身的穩(wěn)定性是此外，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，許多新的材料和技術(shù)不斷被用來提高礦藏的穩(wěn)定性，但是，正如舊的格言所說的那樣，好處和壞處是相互的，每種技術(shù)都有其自身的積極和不可替代的方面，但我們也必須承認(rèn)其缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)具體情況結(jié)合多種技術(shù)做出對(duì)策，更好的為巷道的穩(wěn)定性提供保障。3.3拱形金屬支架支護(hù)對(duì)于支護(hù)約4米的先進(jìn)支架，應(yīng)注意金屬支架的輔助支架和科學(xué)使用連接的上部支架，應(yīng)增加一排頂部支架您還可以在頂部支架和弧形支架上構(gòu)建木質(zhì)材質(zhì)，然后將支架添加到弧形梁下方，將鋼絲組合在一起以固定支架，從而避免碰撞、加強(qiáng)措施（如添加電纜、支撐桿、拉桿等），應(yīng)建立更穩(wěn)定的保護(hù)。3.4雙向鉸接頂梁支護(hù)由于跨梁保護(hù)不夠長，因此在工作平面中存在過多的跨梁點(diǎn)和較高的側(cè)墻力矩，且固定支撐的位置更有可能為此，出現(xiàn)了雙向鉸鏈上部梁支撐技術(shù)。這樣的支撐技術(shù)可以很好地改善十字梁支撐缺陷，從而提高側(cè)鉸鏈的應(yīng)用率。沿路徑和趨勢(shì)是兩種主要的連接方法，其中沿路徑的連接必須考慮連續(xù)的頂部梁。4、工作面兩巷的超前支護(hù)在煤礦開采中，動(dòng)力學(xué)壓力是影響礦山整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最大因素，影響動(dòng)力學(xué)壓力的最大因素是兩條工作路徑。為了減少動(dòng)態(tài)壓力動(dòng)作對(duì)采煤工作面的影響，提高工作面的安全性，在發(fā)生動(dòng)態(tài)壓力之前需要相應(yīng)的保護(hù)。目前的研究發(fā)現(xiàn)，最有效的保護(hù)手段是先進(jìn)的支撐，通常應(yīng)保持在大約25米的距離，主要是弧形金屬支撐、具有雙向連接的頂部梁支撐等形式?？梢杂媒饘僦蝸硖岣咧гЧ?，高度由與上部梁的有效連接來控制在15米左右，側(cè)面寬度保證在0.8米以上，并合理地進(jìn)行先進(jìn)支援在弧形梁的影響下，中心柱可以使用單塊液壓支架和單個(gè)頂部金屬連接梁放置在弧形屋頂梁下，這樣可以提高柱用鋼纜固定后的支撐穩(wěn)定性。梯形支架通常是臨時(shí)支架，不能用作金屬支架的永久支架，因此該技術(shù)也適用于淺水井或低壓區(qū)域。在距煤壁10米左右的地方，上部梁應(yīng)與單塊液壓支架和雙線金屬支架連接，使用梯形木架上部梁，以便合理協(xié)調(diào)支護(hù)工作。雖然這種形式的支持比其他形式的支持更簡(jiǎn)單、更易于使用，但不能長期使用。雙向鉸鏈上部梁支撐技術(shù)在這種情況下有了很大的發(fā)展，如果支柱的位置固定在焊接部位，很容易出現(xiàn)問題。該技術(shù)的應(yīng)用可有效減少梁的支撐問題，并大大提高側(cè)梁的使用效率。在此工作中，主要連接方法是沿趨勢(shì)和路徑，在沿路徑應(yīng)用過程中，應(yīng)更加注意頂部梁的連續(xù)鉸點(diǎn)。結(jié)束語總結(jié)上述討論，應(yīng)合理設(shè)計(jì)和管理煤炭開采工作區(qū)，特別注意初步建設(shè)工作區(qū)的設(shè)計(jì)和管理，同時(shí)管理煤炭開采工作區(qū)，要考慮到實(shí)際生產(chǎn)條件和實(shí)際需要，以便大大提高煤礦生產(chǎn)安全性、效率性。參考文獻(xiàn)：1.馬念杰，李季，趙志強(qiáng)，等.圓形巷道圍巖偏應(yīng)力場(chǎng)及塑性區(qū)分布規(guī)律研究[J].中國礦業(yè)大學(xué)，2015，44(2).2.謝福星，張召千，崔凱.大采高采場(chǎng)超前支承壓力分布規(guī)律及應(yīng)力峰值位置研究[J].煤礦開采，2013，18(1).3.蘇磊，楊洋，張海生，劉凱，王君珂，劉楊.礦山巷道支護(hù)用4