左边iori
中图分类号:TD82 文献标识码:A摘 要:顶板管理工作是井下掘进工作面极其重要的工作,是煤矿安全生产最主要环节之一。本文根据多年煤巷锚杆支护不同时期的生产实践,对锚杆支护顶板管理的技术进行了探讨分析,希望对今后煤巷锚杆支护具有一定借鉴意义。 关键词:煤巷 锚杆支护 顶板管理 前 言 煤巷锚杆支护形式有失稳预兆不明显、突发等特点,如果检查不仔细、监测不及时准确、顶板下沉失稳的规律不了解,很容易发生顶板事故,威胁安全生产。因此有必要研究、制定科学、合理的煤巷锚杆支护的顶板管理制度,以保证锚杆支护巷道顶板安全。 一、临时支护的顶板管理 在掘进破岩(煤)工作完成之后,作业人员要进入到工作面做出岩(或煤)准备或安设锚杆等工作,这时工作面是没有任何支护的,作业人员完全在空顶下作业。《煤矿安全规程》中明确规定“掘进工作面严禁空顶作业”。尽管在空顶下作业的时间很短,但也有可能发生事故。特别是在钻锚杆孔时,冲洗水冲洗掉顶板岩石裂隙中岩屑的同时,也冲大了裂隙宽度,弱化了险块与岩体的连接强度,作业人员在此环境下作业非常危险,因此必须进行临时支护 (一)吊环式撅顶道临时支护 吊环式撅顶道临时支护作用机理是,将用钢板制成的方形金属环与顶锚杆螺母焊接在一起,将带有金属环的螺母拧在顶板锚杆上;将用两个方钢焊接在一起制成的撅顶道从两个金属环中穿过,探到空顶区内,空顶区内的撅顶道上部插上木板接顶,以此达到临时护顶的目的。撅顶道的数量根据巷道宽度确定,巷道宽度在5m之内用两根,大于5m用三根。吊环式撅顶道临时支护存在强度低、初撑力小、操作不方便等问题,只能起到信号作用。使用此种临时支护要经常检查撅顶道有无弯曲变形,吊环强度是否满足要求。 (二)倾斜锚杆式临时支护 倾斜锚杆式临时支护作用机理是,在工作面破岩工作完成后,在靠近空顶区第一排锚杆前二分之一排距处,沿中线两侧安设两根与顶板呈60°夹角的锚杆,两根锚杆间距1.6m,每根锚杆各带一块800×800(mm)的钢筋网(如图1所示)。用这两根锚杆和金属网起到临时护顶的目的。在这个操作过程中,作业人员身体处在永久支护顶板下,只有换钎杆和安装锚杆的瞬间作业人员手臂伸到空顶区,因此较安全。 图1 吊环式撅顶道临时支护示葸图 这种临时支护的优点是支护强度大,操作安全方便;缺点是成本高,不经济。 (三)综掘机机载临时支护 综掘机机载临时支护是以综掘机为依托,在综掘机截割部上安装可前移和升降的框架。综掘机截割完毕后,将机载临时支护前移并升起接上顶板,起到临时支护作用。这种临时支护的优点是支护强度大,并能根据顶板倾斜情况调整支护角度,以达到与顶板密接的目的,操作方便灵活,安全可靠,适应性强,是锚杆支护巷道机掘临时支护的发展方向。 (四)工作面迎头临时支护 巷道顶板稳定,需要两帮支撑。因此,除了顶板临时支护之外,防止工作面迎头片帮也是顶板管理中不可忽视的一项重要工作。需要采取护帮措施的巷道主要有上行掘进的炮掘巷道和水平掘进荒断面不小于12m以上的炮掘巷道。采用锚杆大托盘别木板的方法进行护帮。根据巷道的高度、宽度确定护帮锚杆的数量。护帮锚杆施工顺序是,在顶板锚杆施工完毕后,先上部后下部进行的护帮。对于较高的巷道,应该在货出到能打锚杆时,就先将上部护帮锚杆打上,等货出完后再将下部锚杆打完。 二、永久支护后的顶板管理 煤巷永久支护使用常用的是锚、网+锚索联合支护。锚、网+锚索联合支护,如果管理不到位,也可能发生冒顶事故。通过多年来对锚、网+锚索联合支护巷道顶板管理的研究分析,总结出防治锚杆支护巷道冒顶和局部抽条的方法。 (一)加强材料质量管理 严把锚杆(锚索)及配套部件材质关。锚杆及配套部件要有出厂合格证,按要求送质量监督检测中心定期检测,质量不合格的严禁使用,防止因支护材料材质不合格导致顶板事故发生。 (二)加强施工质量管理 施工过程中要严把施工质量关,特别是锚杆(锚索)安装质量关。包括锚杆(锚索)孔深、外露长度、锚杆(锚索)角度、锚固剂数量、锚固力、预紧力等。锚杆(锚索)施工质量不合格,必须重新施工。 (三)顶板离层监测机制 对锚杆永久支护巷道必须实行顶板离层监测,离层仪安设位置符合要求(大断面巷道中央),观测要做到及时、准确,开启顶板离层自动监测报警系统。 (四)加强特殊地段支护管理措施 对于大断面、三角点(四角点)有淋水的泥岩顶板及压力明显大的区域要采取加强支护措施,缩小锚杆、锚索的间、排距。 (五)加强日常检查管理 日常检查中,发现锚杆、锚索断裂、失效的要及时补打或采取架棚支护等措施。 1.对于锚杆托盘变形的,说明锚杆根部没有动,托盘变形是锚杆控制范围内有离层或吸潮膨胀所致,锚杆还在发挥作用。 2.对于锚杆托盘无变形,而锚索托盘变形的,说明离层点在锚杆作用范围以外,锚杆对此已不起作用,只有锚索在发挥作用,此时采取加强支护措施(补设锚索或架棚)。 3.对于顶板下沉明显,但锚杆、锚索托盘都没有变形,说明离层点在锚索作用范围以外,此时锚索对顶板下沉已不起作用,必须采取架棚补强支护措施。 (六)顶板锚杆选择长锚固剂卷 根据锚杆、眼孔的长度和直径合理的选择锚固剂长度,对顶板管理非常有益处。目前煤巷施工使用的2.2~2.4m长锚杆,均采用一根长(直径23mm、快或中速凝锚固剂卷各半)的树脂锚固剂卷。其优点是提高了锚杆的安装速度,缩短了空顶时间,也可防止作业人员偷工减料,从而保障了锚固质量的提高。 (七)选用稳定岩层做为施工巷道顶板 煤巷施工多数巷道煤层上部均有伪顶,厚度一般小于500mm,有的比较薄(200mm 及以下)会伴随破岩过程自行脱落,大于200mm的当时不落,后期在应力作用下逐渐离层脱落形成网兜。对于这样的伪顶,施工过程中需将其破掉,直接用稳定的岩层作顶板。 (八)停产、放假等恢复施工后的措施 随着煤矿生产格局的调整,生产节奏放慢,检修停产和节假日停产愈加频繁,由于放假停产,工作面压力前移作用在工作面迎面围岩上,掘进工作面前方煤(岩)被压疏,因此恢复掘进头几个循环工作面围岩易脱落。施工时,头5m要采取小循环进尺,即短掘短支施工方法,以确保顶板安全。 (九)统筹考虑支护参数,尽量加强一次支护强度 在设计锚杆支护参数时,除了要考虑掘进本身之外,还要将回采时两巷顶板锚杆是否满足回采要求统筹考虑。从掘进之初就加强支护,避免回采时二次补强,这样既满足回采要求,又加强了掘进时的支护强度,对掘进顶板管理非常有利。 (十)关于补强支护 对于已离层的顶板采取二次补强支护时,应首选局部架棚补强措施,不提倡使用锚索补强的原因之一是顶板离层后,离层点位置难确定,所以锚索长度难选择;其二是锚索安装时,在锚固段钢绞线与锚固剂旋转搅拌挤压锚固剂过程中,若恰好锚固段有裂隙,则锚固剂就会沿着裂隙流走,充填到裂隙中去,从而使锚索的锚固段长度减小,影响锚固力。 三、存在的问题 通过多年来锚杆支护的实践,笔者认为在锚杆支护顶板管理上还存在着一些问题:(1)锚索用锚固剂卷数量有限,如2335型锚固剂卷最多只能装5卷;(2)锚索锚固力检测困难;(3)顶板离层检测技术不过关,无法准确确定离层点位置,很难有效地实施针对性补强措施;(4)顶板离层临界值难以确定,顶板离层多少开始补强支护,没有准确数值。 结 语 随着锚杆支护技术研究的不断深入,对锚杆支护作用机理的认知在不断提高,防治顶板事故的措施在不断完善,也在不断地研究、探索把握锚杆支护巷道顶板变化规律,完善施工设计,以期最终实现顶板安全。
进击的银酱
采矿工程充填技术的应用发展论文
摘要 :近几年,我国采矿工程不断扩大,充填技术的理论和实践被广泛应用,尤其是随着胶结充填技术的不断改进,提升了充填技术在采矿工程中的地位。在采矿过程中,主要利用的还是水力和胶结作为充填技术,可以提高矿产的采矿率,促进采矿工程的总体效率以及安全性,提高采矿企业的经济效益,推动采矿工程的快速发展。这些填充技术能够适用各种煤矿环境,更好的处理采矿工程中所遇到的问题,在我国采矿工程中起着非常重要的作用。此外,采矿工程中充填技术的应用与发展,在很大程度上提升了采矿企业的经济效益,促进了采矿技术的发展。本文主要阐述了充填技术在采矿工程中的应用和发展,并且针对问题,提出合理的解决措施。
关键词 :采矿工程;充填技术;应用与发展
随着我国科学技术的不断创新,传统的采矿技术已经不能现代化社会的发展趋势,不能顺应新形势下的社会发展要求。面对这样的局面,就要利用采矿充填技术,具备高回采率,安全性能高和环保的特点,采矿充填技术的关键是充填,主要选择砂砾,煤灰渣,碎石以及石块等物质,对在地下采矿过程中挖出来的空区进行充填。研究数据表明,与传统采矿技术相比,充填技术略显胜出,充填技术可以有效的加强采煤区地层的稳定性,以免发生倒塌。还可以提升矿产资源的回收率,提高企业的发展能力,废石是填充材料的关键,其经济性较好。在尾砂回填后,可以降低自然灾害的发生率,此外,还能够在一定程度上降低矿井深处高温带来的风险,保证生产的安全性。
1采矿工程中采用的填充技术
充填技术是对采矿工程采空区用碎石,砂子等材料进行填充,从而达到支撑的效果,以免围岩跨落和变形。如今的充填技术,应用比较多的方法有水力充填法,胶结充填法以及膏体充填法。
水力充填法
水力充填法是一种应用最早的充填技术,目前这项技术已经成为“三下”煤层,特厚煤层开采的关键顶板管理技术。水力充填法的原理是把固体物料作为浆体或膏体,在通过远距离进行传送,其特点就是成本低,传送效率高,并且不会受到季节和地势的影响。如今我国也已经研究成功了高浓度浆料管道直流输送工艺。
胶结充填法
胶结充填法是以尾料作为材料进行胶结充填的,被采矿工程广泛应用。充填物所选择的尾料包含很多的颗粒,对此胶结面积增大,形成了触变性质体制。目前,高浓度全尾矿胶结填充技术已经相对成熟,被采矿工程广泛应用,应用率高达80%,物料传送质量高达70%。
膏体充填法
现阶段,我国膏体充填法的应用发展还不是很完善,和其他充填技术相比还处于落后状态。膏体充填法的质量会受到很多因素的影响,例如搅拌方法,水含量,搅拌质量以及颗粒成分。膏体充填法在工艺上比较繁琐,技术含量非常高,操作管理流程复杂,需要在大量的实践中深入分析和不断优化。
2我国填充技术的发展现状
根据我国煤矿以往的产矿量和充填技术有关的数据表明,可以对充填技术未来的发展作出以下分析。随着我国煤矿的不断开采,在采矿过程中造成的.土地坍塌的赔偿费用逐年增加,呈上升趋势,变得越来越高。煤矿利用充填技术开采所增加的成分得知,早在几年前发现充填采空区增加的煤开采成本约等于采煤所造成的土地坍塌赔偿所增加的吨煤成本。我国是一个矿产资源丰富,并且资源存储量以及消耗量最大的国家,在煤矿开采过程中,周围的环境和地表会受到破坏,就在矿产开采成本上升的同时,周边环境也受到了影响,容易带来安全事故。对此,研发了一项矸石充填技术,就是常说的一种绿色充填技术。采空区利用充填技术可以降低周边环境和地表的破坏程度,降低废料排放率。在煤矿开采过程中,会出现很多采空区,还会使顶板和矿柱发生变化,容易发生安全事故。在采空区应用矸石充填技术,矸石不用上井,就能很好的处理矸石污染耕地以及环境带来的严重后果。并且减少煤柱,资源回收率也明显升高。这项技术会在未来的采矿工程中应用最广泛的一种充填技术,会得到很好的推行和使用。
3填充技术的应用原则
环境保护为前提
在采矿工程中使用充填技术,第一要考虑的就是环境因素。我国现阶段提出的可持续发展战略,对采矿工程来讲,不但要完成自身的可持续发展,还要重视环境的保护。对此,要选择适合的充填技术,要了解采矿工程的地势环境,并且综合分析目标地区的周围环境,掌握环境和环境之间的联系。选择适合的充填技术,可以很好的掌控环境污染,加强对环境的保护。在采矿工程中使用充填技术,要注意整理开采过程中的材料,以免浪费材料,要充分利用材料资源。对采矿工程中的尾砂和煤灰,要加强回收利用,实现可持续发展,以保护环境为前提。
安全生产为基础
在工程展开中,安全是每个工程都非常重视的一个问题。所以在采矿工程实施中,必须要保证施工人员的生命安全问题,选择适合的充填技术。对此,在选择采矿充填技术过程中,首先需要对采矿地域的环境进行勘察,排除地质方面的安全问题,综合考虑低压措施以及采矿方法,确保在采矿工程利用充填技术时,不会带来安全隐患。合适的充填系统在采矿工程中利用充填系统时,必须以充填量的多少来作为基本准则。在采矿工程展开之前,要严格把控好采充平衡,对采矿地进行预测和规划,合理的制定采矿地的矿产量和采矿量。确保所用的矿产量和所采出的矿产量相同,掌控好二者的产量。所以,要合理的制定充填系统,防止因过度开采导致浪费矿产资源,保证在采矿工程中不出现安全隐患问题。
4填充技术在应用过程中的问题
现如今,充填技术在我国采矿工程中被广泛应用,并且这样采矿技术已经非常成熟,对采矿工程的发展有很大的推动作用,具有很大的优势,能够取得很好的经济效益。但从总体上来讲,采矿充填技术在实际应用过程中还是存在一些问题。大多数采矿企业在采矿过程中,所选择的充填技术缺乏科学性,没有完全掌握好采矿工程所在地的实际状况,导致采矿技术的应用没有按照因地制宜的基本原理,造成采矿工程的效率下降,所取得的矿产在质量和数量上都比较低。充填采矿技术对材料的要求非常高。在采矿工程的实际施工当中,需要利用非常繁琐的采矿技术,操作性与技术性都非常强。但是矿山自身结构相对复杂,导致矿产量和预想的产量存在很大的差异。对此,在矿产开采过程中,仅仅利用充填技术是不够的,还需要融合高强度的新型填充材料,从而保证采矿的效率和产出量。然而,采矿企业要想购买大量的新型填充材料,就会影响企业的生产成本以及企业的经济效益。
5填充技术的应用与发展展望
优化填充管理制度
充填站担任着采矿工程的调配管理工作。首先,充填站具有大量的先进开采机械和电子设备,这类先进的安装设备,为充填材料提供了很大的便利。同时,也要考虑充填站在管理上的不足。充填站的设备相对齐全,然而如果没有科学的管理制度,那么这类设备的系统就不能完成自身的工作,对采矿工作起不到任何推进作用。对此,就要不断优化充填站的管理制度,定期对这些设备进行检测,制定合理的检查制度,像一些分散的填充材料,要进行统一保管。定期对机械设备以及电子设备进行检测,保证设备的系统质量符合工作展开的标准要求。对充电站设备与系统的管理,有安全专门的人员去监管,并派遣专业的技术人员定期检查工作,一旦发展设备具有安全隐患,要马上实施维修,以免带来不必要的麻烦。
创新采矿充填技术
我国采矿工程的不断发展,离不开采矿技术的创新与进步。在使用充电采矿技术的同时,也要对充填采矿工艺进行创新,加强采矿企业的快速发展,提高企业竞争力。关于充填采矿工艺的创新,第一要对传统的充填工艺进行详细分析,了解传统充填工艺的特点。第二,要根据本地的矿产类型和特性,研究和创新充填工艺。例如在一些大矿体的矿山,都非常稳定,但矿产的开采非常困难。在这种状况下,就要选择中深孔和浅孔空场技术,就能获取很好的采矿效果。在这种情况下,充填材料最好利用高水材料和块石胶结材料,这些材料能够更好的对采空区进行充填。利用科学合理的创新充填采矿工艺,可以减少采矿的生产成本,提高采矿效率。对此,充填工艺的创新,可以实现更好的采矿效果,提高采矿企业的经济效益。
提高对创新充填技术材料的研究
在充填采矿技术中,充填材料是必备的。充填材料的不同,对充填采矿技术的应用效果也是不同的。好的充填材料不但可以提升采矿工程的工作效率和工作质量,在很大程度上也保证了采矿工程的安全性。随着采矿技术的不断创新,充填材料的应用正渐渐走向新型的充填固化材料。对此,就要不断增强新型填充固化材料的研发,全面分析充填材料的物理特征,掌握材料的成本和组织方法以及骨料框架。新型的充填固化材料强度高,成本低,对采矿行业的发展以及可持续发展都有着非常重要的意义。就目前状况来讲,我国已经研发出固化材料,其材料的固结速度非常快,效率高并且浓度低,方便使用。其自身具备轻质性,便利性等特征,能够更好的适应材料的远程传送,为采矿工程提供了便利。
充填技术设备的维护
随着充填技术的快速发展,其作业方法和相关设备以及充填仪器的更新换代也非常快。在这些充填设备当中,充填料贮仓起着关键性作用,它能够直接影响充填材料的质量和充填效果,但是在传统充填工艺上却不被重视。然而在新型充填技术当中,采用了加以改过的立式充填料贮仓,可以更好的确保充填料的质量。而在尾砂处理环节,就要利用精准度非常高的水力旋流器。在浆料传送阶段利用这些先进的技术和自动化控制系统,能够提升作业质量以及作业效率。
6结语
综上所述,随着我国科学技术的蓬勃发展和采矿工程的不断扩大,采矿工程的相关采矿技术也是日新月异,而充填技术的广泛应用为采矿企业奠定了坚实的基础。采矿企业要想在激烈的市场竞争中站稳脚跟,就要不断优化充填站的管理制度,不断对采矿工程的充填技术以及采矿工艺进行创新研究。利用新型充填材料,提高充填材料的强度,进而较少材料成本,选择轻便的充填材料进行远程传送。充填技术的逐渐发展,推进了高效,自动化,智能化的采矿作业方式的展开,进而提高了采矿企业的经济效益,保护了生态环境的发展。并且矿区里的工作人员得到了解放,改善了他们的工作环境,减少了工作人员的工作量,在很大程度上提高了工作人员的劳动生产力和工作效率。特别是对一些工作环境复杂,稀有矿床的开采,充填技术被广泛应用,不断满足新形势下采矿资源的发展要求,促进了采矿工程中充填技术的发展。
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明亮宜家
煤矿安全管理论文我国至今有23586个中小煤矿,其中3万吨以下占%,9万吨以上的只占%。2002年底乡镇煤矿原煤产量占全国总产量的%,矿均产量1万余吨(受停产整顿影响,不能完全反映矿井生产能力现状),点多、面广、底子薄,从业人员素质低、资源勘探程度低、交通极不方便是我国中小煤矿的基本现状,市场需求量大、就业人员多,山区农民脱贫解困和地方经济发展需要是我国中小煤矿存在的客观条件。近几年,国家关闭整顿小煤矿,其煤炭生产秩序有所改善,装备水平逐步提高,中小煤矿事故的死亡人数明显下降,但我们必须正视中小煤矿安全生产仍十分脆弱,仍存在诸多不容忽视的问题。 一、 中小煤矿安全生产存在的主要问题 1、从业人员的素质难以适应煤矿安全生产的需要。煤矿的从业人员绝大多数是家庭贫困、文化素质低的弱势群体,安全生产意识淡薄,业务素质上提高困难,自我规范能力不强,加上人员的流动性大等因素的影响,故对煤矿职工的安全教育、提高其安全素质难以一蹴而就,需要一个比较长的过程,是一个长期而又艰辛的任务。 2、 地质条件复杂,矿井规模小,装备条件差。中小煤矿所利用的资源大都是地质条件复杂,勘探程度低储量小的块段,一般为边探边建,难以形成规模开采、实现正规生产,投入产出比例小,技术装备难以跟上,往往存在先天不足。 3、 矿井专业技术人员严重匮乏,技术管理工作几乎无人能做。近十年来,基本上没有采矿大中专毕业生分配到地方,日常的作业规程都少有人会编制,技术装备、安全仪器的使用和维护都存在困难,其效能发挥大打折扣。 4、 管理体制不顺,职责权利不明确。现在煤炭管理部门职权越来越小,责任越来越大,机构被削弱,缺乏权威性,难以发挥应有的作用。 5、地质条件复杂,管理难度加大。由于地质勘探程度低,相当部分资源是没勘探的,故中小煤矿在生产过程中采掘工作面千变万化,突出情况时有发生。煤矿日常监督管理和技术指导的工作量十分繁重,加上煤炭管理工作随机构改革而不断弱化,企业尚不具备相应的能力,故潜在的隐患十分严重。 6、 抗排风险能力差。中小煤矿规模小,底子薄,又没有规范的资金积累制度,抗排风险的能力十分有限,如遇大的灾害就会出现矿毁人亡,老板逃跑,政府办丧的现象。 二、 新形势下大冶市加强煤矿安全生产管理的几点探索 1、 明确煤炭行业管理职能,强化煤矿安全管理。 为了防止机构改革以后煤炭行业管理工作被弱化,市政府即时出台了《大冶市政府关于进一步加强煤炭行业管理的意见》,明确煤炭行业管理职能,制订加强煤矿长效管理的制度和措施,为煤炭管理部门正确履行职能,强化煤矿安全管理奠定了基础。 2、 加强对从业人员培训,提高队伍素质。 特种作业人员须按规定培训,取得《煤矿特种作业人员操作资格证》方可上岗外,所有井下作业人员都必须经不少于3天的培训,(如煤矿没有能力培训则由市煤炭部门派工程技术人员帮助培训),并经市煤炭管理部门严格考核。合格后发给《煤矿职工人井资格证》,凭证下井。 3、 配备技术矿长,加强技术管理。 各煤矿必须聘请有专业技术知识和管理工作经验的人员担任技术负责人,规定具有煤炭院校采矿系列专业毕业文凭或在国有大矿担任生产、安全、技术等方面职务的中层以上负责人,经县级煤炭管理部门审核,发给其《煤矿技术指导资格证》、凭证聘用。
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