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综放沿空掘巷围岩稳定性及支护研究 综放沿空巷道开采是一种富有代表性的煤矿采煤方式,具有生产效率高、适应性强、安全可靠等优点。在综放沿空巷道开采中,巷道内的围岩承受来自煤层压力、动力载荷和支护荷载等多种力学作用,其稳定性和安全性成为影响开采效果和生产安全的重要因素。因此,针对综放沿空掘巷围岩稳定性及支护问题进行深入研究具有重要的理论和实践意义。 一、综放沿空巷道开采的地质条件和围岩特点 1、地质条件 综放沿空巷道开采通常适用于煤炭倾斜度小于20°、煤层露采大于3m、掌子面大于6m、松软煤岩层间夹砾岩、固结岩变质岩等煤层地质条件下。这种采煤方式采用综合开采方法和支架支撑,在维持围岩稳定的前提下,将煤和残煤化为市场上能够销售的煤粉,既有效地减少了瓦斯抽采难度,也为安全高效的采煤提供了技术支持,受到了广泛推广和应用。 2、围岩特点 综放沿空巷道围岩主要由煤层、砾岩、泥岩、碳酸盐岩等组成,煤层通常存在夹层,砾岩层通常存在变形裂隙和节理面。这种围岩松散,存在较大的变形和不稳定性,在开采过程中容易受到各种力学作用的影响,进而对采煤工作造成威胁。此外,煤体的自然裂隙和地应力等因素,也是影响围岩稳定的重要因素之一。 二、综放沿空巷道掘进中围岩稳定性分析 1、土压平衡法 综放沿空巷道掘进中,围岩的稳定性主要通过支护措施来维持。土压平衡法是近年来较为常用的一种支护设计方法,它通过预测边壁的倒塌形态和位置,并根据实际掌子面采高和水平应力确定支护形式和支护系数,在保证安全和经济的前提下,实现了围岩的稳定。同时,土压平衡法还可根据巷道的地质条件和围压大小,确定合理的采高和支护方式,以实现最终支护的效果。 2、巷道形态选择 在综放沿空巷道掘进中,采用不同的巷道形态对围岩稳定性影响较大。例如,采用椭圆形巷道,可使煤岩煤舌之间的围岩得到了缓冲和支撑,减少了掌子面顶部对围岩的压力,从而减小了实际支护能量和支护量,提高了安全性和效益性。 三、综放沿空巷道支护技术分析 1、围岩支护 综放沿空巷道的围岩支护主要采用钢筋网和锚杆等支护形式,通过在坚硬围岩和软弱围岩交界处设置固定点,增加了围岩的强度和稳定性,从而提高了综放沿空巷道的采煤效率和安全性。 2、顶板支护 综放沿空巷道的顶板支护主要采用喷锚等支护形式,通过喷涂锚杆和硬化材料,构筑出一个具有一定刚度和强度的支护结构,有效地抵抗了掌子面顶部的动态和静态荷载,提高了巷道顶部的稳定性和安全性。 四、综放沿空巷道掘进中安全管理措施分析 1、安全管控 在综放沿空巷道掘进中,采用科学合理的安全管理措施可以显著提高生产效率和安全性。例如,在提高综放沿空巷道开采效率的同时,加强现场安全巡检和设备检查,掌握煤矿工作面的运行状态,预测可能出现的安全问题,及时采取措施,避免事故的发生,保障工人的生命和财产安全。 2、频繁的管控培训和演练 在保证工作是安全的同时,对工人进行安全知识与技能的频繁刷新,增加工人安全知识和应急能力,从而全面提高工人安全主观能动性,确保围岩稳定和工人安全。 3、关注围岩变形和煤矿压力的变化 在综放沿空巷道开采过程中,关注围岩变形和煤矿压力的变化是防止煤矿突然事故的有效办法,及时发现变形情况,并及时进行支护,从而保障生产的顺利进行。 综上所述,综放沿空巷道开采是提高煤炭产量和安全性的有效方法,但围岩稳定性问题始终是其中的重点和难点。因此,通过对围岩稳定性的分析和支护技术的探讨,加强安全管控和培训,以提高生产效率和安全性为目的,对综放沿空巷道开采的研究和应用具有重要意义。