顶板支护技术应用在采矿工程施工中的研究.pdf

91技术应用与研究引言采矿施工过程中，受到多种因素的影响，从而导致出现一些问题，其中最为常见的就是顶板事故。在采矿施工过程中，如果出现顶板事故，将会对生产造成严重的影响，甚至会导致其他安全事故的发生。为有效避免事故、保证生产工作的正常进行，必须对顶板进行有效的支护，从而保证顶板能够承受足够的压力，提高安全性。因此，要加强对顶板支护技术的研究，从而为采矿工程施工提供可靠的保障。一、顶板支护技术的主要形式1.单体支柱单体支柱是指由两根或两根以上的钢杆、钢筋和一根或几根其他材料制成的杆柱，其主要的作用是作为一种单体支撑物来维护顶板，并保持顶板的稳定。通常情况下，单体支柱主要应用于顶板岩层比较稳定的情况，主要是用来维护顶板的安全与稳定性。对于薄煤层来说，一般采用单体支柱进行支护。在一些煤层中，由于存在大量的软岩层，若采用金属支柱进行支护，则可能会发生冒顶事故，从而严重影响采矿工程施工的进度和质量。在厚煤层当中应用单体支柱时，为了提高支柱的稳定性与强度，一般都会采取双层或三层钢杆的组合形式来提高支柱的强度与稳定性。但是在进行双层或三层钢杆组合时，还需要增加一根或几根其他材料制成的杆柱作为支撑柱来承担全部的重量。在使用单体支柱时一定要结合实际情况合理地选择钢杆以及其他材料制成的杆柱来进行支护。2.金属支架金属支架具有坚固耐用、结构简单和适应性强的优势，在各类地质环境和复杂的工况中提供了重要的支护作用。金属支架通常由优质钢材经过严格的工艺流程制作而成，其高强度和优秀的抗压性能确保了采矿作业的安全性，有效地预防了地质灾害的发生。在设计金属支架时，工程师会充分考虑矿体的压力和地层的变化情况，以期达到最佳的支护效果。同时，金属支架采用的是模块化设计，可以根据工况的需要灵活组装，大大提高了施工效率。在施工过程中，金属支架可以承受巨大的压力，有效地保障了工人的人身安全，防止了顶板的塌陷和坍塌。为了保证金属支架的正常运行和施工安全，需要定期进行检查和维护，确保其结构的完整性和稳定性。同时，针对不同的地质环境和工况，应选用相应的金属支架，避免因材料不合适或设计不当而影响到施工的安全和效率。3.锚杆支护锚杆支护是顶板支护技术中最主要的一种支护方式，它具有强度高、承载能力强、成本低等优点，因此，在顶板支护过程中得到了广泛应用。在地下开采过程中，由于开采深度不断增加，导致围岩松动破坏范围不断扩大，顶板冒落问题频发，给安全生产带来了很大的危害。在这种情况下，采用锚杆支护可以有效解决巷道围岩松动破坏问题，其具有以下优点：第一，采用锚杆支护技术可以提高巷道围岩的稳定性。第二，采用锚杆支护技术能够提高巷道围岩的强度。第三，采用锚杆支护技术可以有效地减少巷道冒顶事故的发生。在使用锚杆支护技术时需要注意以下几点：第一，根据实际情况选择合理的锚杆规格。第二，锚杆规格应该与巷道断面相适应。第三，在巷道顶板使用锚杆时，需要使用金属锚杆，并采用相应的支护方式。在这种情况下，要保证金属锚杆的质量，防止出现因金属锚杆质量不达标而导致巷道冒顶事故的发生，从而保证矿井安全生产。4.基坑支护基坑支护是顶板支护技术中的一种主要形式，它是一种通过设立支护体系，保障基坑稳定和施工人员安全的技术。对于基坑支护技术的具体应用，首先，选择合适的支护方式。常见的支护方式有锚喷支护、桩壁支顶板支护技术应用在采矿工程施工中的研究许志强中核二十五建设有限公司【摘要】随着我国社会经济的快速发展，对矿产资源的需求量逐渐增大，这也促进了我国采矿行业的快速发展。在采矿施工过程中，顶板支护技术是一项关键的技术，其对采矿工程施工的质量有着很大的影响。基于此，针对顶板支护技术进行了探讨，对当前采矿工程施工中存在的不足之处进行了分析，并提出了相关策略，旨在提高顶板支护技术水平，从而促进采矿行业的健康发展。【关键词】采矿工程；顶板；支护技术【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.15.03192技术应用与研究护、土钉墙支护等，如图1所示。根据实际情况和工程需求选择最适合的方式。其次，要设计合理的支护参数，包括：支护体系的布局、参数选择等，以满足施工过程中的稳定性和安全性需求。在具体操作过程中，需要经验丰富的技术人员对地质环境进行细致的评估，对可能出现的风险因素进行预测，并采取适当的预防措施。通过不断优化和提高基坑支护技术，可以在保证施工效率的同时，最大限度地减少施工过程中的风险，为矿山工程的安全施工提供了有力的保障。图1土钉墙支护示意图二、当前采矿工程施工中存在的不足之处1.顶板管理工作不到位顶板支护技术应用在采矿工程施工中时，发现顶板管理工作不到位是采矿工程施工中存在的不足之处。在实际工程中，由于技术人员对顶板稳定性的理解不足，或者是管理上的疏忽，都可能导致顶板管理工作的不到位。例如，有些地方在施工初期未能做好顶板的稳定性评估，抑或是在施工过程中忽视了顶板变化的实时监测，甚至在面临顶板稳定性问题时，处理方式不当，这些都可能导致严重的安全事故。此外，一些矿山在管理制度上存在缺陷，缺乏有效的顶板管理机制和应急预案，使得在出现顶板稳定性问题时，处理不当，甚至导致事态扩大。还有一些地方，在矿工的安全教育和培训方面，没有给予足够的重视，导致矿工在面对顶板稳定性问题时，处理不当，增加了安全风险。2.监测工作不够细致顶板的稳定性监测是采矿工程中的重要环节，直接关系到工程的安全性和工作效率，而工程监测的细致程度直接决定了对可能的风险因素的掌控力度。首先，顶板稳定性监测需要充分考虑到地质结构、工作环境、施工技术等因素，这些都需要专业的监测设备和专业的技术人员进行细致的分析和处理。然而，在当前的工程施工中，发现在这些方面存在明显的不足。例如，由于设备的限制，某些地方可能无法进行全面的地质结构监测，或者由于技术人员的经验不足，对一些潜在的风险因素忽视了。其次，对于顶板的监测工作，往往需要实时、持续、定量的进行。然而，目前的工作状态常常是“应急性”的，只有在出现问题时才进行处理，而在平常的工作中，对于顶板的监测工作没有引起足够重视。这种工作方式无疑是存在很大的隐患的，因为一旦出现问题，往往就会导致安全事故。3.未掌握顶板支护技术顶板支护技术是保障采矿工程稳定和安全进行的关键技术之一，它直接影响矿山的开采效率和工人的安全及生产。然而，在实际的工程施工中，由于各种原因，这些技术并没有得到充分的掌握和应用。例如，一些矿山在工程施工中仅依赖经验而忽视了科学的稳定性分析，这可能导致对潜在危险的忽视。或者在支护体系设计中，由于缺乏专业的设计技术和理论知识，可能导致设计得不合理，从而影响到工程的安全性和效率。另外，由于施工人员对这些技术的掌握不足，可能导致在实际的施工过程中，出现各种错误和问题，比如，支护体系安装不到位、支护材料的浪费等，这不仅影响工程的施工效率，也可能危及工人的人身安全。4.对支护的认识存在误区在对顶板支护技术应用在采矿工程施工中的研究中，发现对支护的认识存在误区是采矿工程施工中常见的问题。首先，很多矿山对于支护的理解仅停留在物理层面，也就是把支护理解为简单的机械支撑，认为只要施工过程中的顶板不发生坍塌，支护工作就算完成了。这种认识忽视了支护工作的复杂性，忽略了地质环境、施工条件等多种因素对支护工作的影响。其次，很多矿山在施工过程中，错误地认为支护工作只是采矿工程的辅助环节，可以随着施工进度进行调整，或者在施工结束后进行补充。这种观念下的支护工作只是权宜之计，缺乏前瞻性和稳定性。真正有效的支护工作应该是在施工前就完成全面的计划和设计，并在施工过程中实施和调整，以确保工程的安全和稳定。三、采矿工程施工中顶板支护技术的应用策略1.需要对地质情况进行分析首先，需要了解和掌握矿区的地质结构。通过对矿区的地质调查和抽样分析，我们可以获取岩石的物理和化学性质、地质构造特征、地下水条件等基本信息。这些信息对于顶板支护技术的选择有着决定性的作用。例如，对于岩石稳定性好、地质构造简单的地区，可以选择相对简单的支护方式；而对于岩石稳定性差、地质构造复杂的地区，则需要选择更为复杂、高效的支护技93技术应用与研究术。其次，需要对地质条件可能带来的影响进行预测。地质条件不仅决定了顶板支护的初步方案，还会对采矿工程的进程、安全性和效益产生重要影响。例如，如果矿区存在地下水，可能会影响支护体系的稳定性和持久性，这就需要我们在设计支护方案时充分考虑防水、排水等措施。最后，需要将地质情况的分析结果和顶板支护技术的选择、设计和实施结合起来。这不仅包括在设计支护方案时充分考虑地质情况，还包括在实施支护过程中根据地质条件的变化进行实时的调整和优化。2.完善相关工作流程首先，采矿工程施工前需要对巷道顶板的实际情况进行了解，并做好顶板监测工作，在此基础上确定相应的支护方式。其次，在应用支护技术的过程中需要对支护技术进行合理的选择，根据实际情况选择适合的支护方式。在选用支护技术时，还需要做好顶板监测工作，保证采矿工程施工质量。最后，需要将巷道表面的浮石以及杂物清理干净，并及时对巷道表面进行修整和加固处理，避免因浮石或者杂物导致巷道出现塌陷。为了提高采矿工程施工质量和效率，需要完善相关工作流程。第一，要对采矿工程施工现场进行实地考察和勘察，并制订出有针对性地支护方案，确保顶板支护技术应用效果。另外，要在施工前做好安全生产工作，确保工作人员安全。第二，在完成顶板监测工作后需要做好顶板支护技术应用效果评估工作。总之，在实际应用中需要根据实际情况选择合适的顶板支护技术，并采取针对性措施提高采矿工程施工质量和效率。3.控制好支护强度控制好支护强度的重要性关乎矿山施工过程中的工人安全和工程的稳定进行，同时也会影响采矿工程的经济效益。首先，需要根据具体的地质情况和矿体特性，科学计算出理想的支护强度。在这一过程中，应该考虑岩石的力学性质、地层的厚度和倾角、矿体的开采厚度和方法等因素。其次，实际施工过程中，必须严格按照设计要求，确保支护强度达标。这就需要通过技术和设备的升级，提升支护材料的质量和施工的精准度。例如，采用高强度的支护材料，使用精确的施工设备，对施工过程进行严格的监督和管理，确保每一步都按照设计要求进行。最后，还需要认识到，虽然强度高的支护体系更安全，但也可能带来更高的成本。因此，相关工作人员需要在保证安全的前提下，尽可能地提高支护体系的经济效益。这就需要不断创新和优化支护技术，降低材料和施工成本，提高支护体系的使用寿命和可重复利用性。4.积极完善监测技术在顶板支护工作中，监测技术是确保工程安全、有效进行的重要保障，是实时掌握地质环境和支护结构状态，进行及时调整和优化的重要手段。首先，需要明确监测技术的目标和内容，包括对地质环境的监测、对支护结构的监测和对施工过程的监测。地质环境的监测包括对地质结构、岩体力学性质、地下水动态等的实时监测；支护结构的监测则需要关注支护材料的状态、支护体系的稳定性、支护强度等；施工过程的监测则要重点关注施工进度、施工质量、安全状况等。其次，要采用先进的监测设备和技术。随着科技的进步，已经有了各种先进的地质监测设备和方法，如地质雷达、声波检测、激光测量等。需要充分利用这些设备和方法，提高监测的精度和实时性，更准确、更快速地获取监测数据。再次，要建立有效的数据分析和处理系统。监测数据的获取只是第一步，如何对数据进行准确、及时地分析和处理，将数据转化为对工程实际有指导意义的信息，这是监测工作的关键。最后，还需要建立健全的监测机制。包括：明确监测的责任和流程，保证监测工作的正常进行。建立紧急响应机制，对突发情况进行快速、有效的处理；建立监测结果反馈机制，将监测结果及时反馈给决策者和施工人员，以便采取相应的措施。四、结语采矿工程顶板支护技术在采矿工程施工中发挥着至关重要的作用，其在保证采矿工程质量的同时，也提升了采矿工程施工效率。在实际的施工过程中，应针对顶板支护技术存在的问题采取有效的解决措施，从而提升采矿工程的整体质量和效率。同时，还需做好技术的创新应用，在原有顶板支护技术基础上，结合采矿工程实际情况，对技术进行优化和创新，从而为采矿工程施工提供安全、稳定的环境。总之，在采矿工程施工过程中，应做好顶板支护技术的应用，这是提高采矿工程施工效率和质量的关键。在进行顶板支护技术时，还需注重与其他技术的融合，从而有效提升采矿工程施工效率和质量。参考文献：1王彦荣.采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析J.当代化工研究，2021(14):79-80.2乔畅.掘进巷道破碎顶板支护技术应用分析J.山东煤（下转第248页）248综述炭科技，2021，39(8):94-96.3李世伟.井下顶板支护技术应用研究J.中国化工贸易，2021(32):86-87.4孟建国.综采工作面破碎顶板支护技术应用J.机械管理开发，2023，38(1):293-294.5孙军权.掘进巷道破碎顶板支护技术应用J.江西煤炭科技，2021(2):52-54.6徐虎.掘进巷道破碎顶板支护技术应用J.能源与节能，2021(8):53-5485.作者简介：许志强（1972），男，汉族，山西太原人，本科，工程师，研究方向：矿山工程施工。（上接第93页）（上接第138页）发展概述J.化工管理，2020(15):137-138.3孟剑，马廷顺.对给水泵增效节能降压改造的研究J.内燃机与配件，2020(8):64-65.4张立新，宋彦梅，李忠华.浅析硝盐生产中节能改造工艺J.氮肥技术，2020，41(2):35-3652.5秦建昕.140万吨/年柴油加氢精制装置工艺优化及节能研究D.陕西：西北大学，2020.6杨骏.某石化瓦斯回收装置控制系统设计D.山东：青岛科技大学，2020.作者简介：刘鹏（1987），男，汉族，陕西渭南人，本科，工程师，研究方向：设备机械工程。（上接第243页）性物资和材料，应当实施计量并记入台账。（2）废水危废处置过程产生的废水应当分类收集、分别处理，处理后达标排放，废水外排口应按照环保要求安装在线监控设施，并与在线监控平台联网。应当对贮存和作业区的初期雨水进行收集处理达标排放，正常情况下，确保雨水外排阀门处于关闭状态无外排。（3）固体废物飞灰收集应采用避免飞灰散落的密封容器，贮存应符合相关的技术要求。贮灰罐容量宜按飞灰额定产生量确定。贮灰罐应设有料位指示、除尘和防治灰分板结的设施。炉渣的热灼减率应当小于5%，炉渣贮存场地应封闭，并采取废气处理设施等。（4）无组织排放管理控制要求严格管控无组织排放，产生无组织废气的环节，应当在密闭空间或设备中进行，废气经收集系统或治理设施处理后排放；如不能密闭，则应采取局部气体收集治理措施或其他有效污染控制措施。采用固定顶罐，则应设置呼吸阀，安装密闭排气系统至废气处理装置或采取其他等效措施。四、应急管理企业应按照相关应急预案编制导则编写环境应急预案，预案内容包括：综合应急预案以及环境污染事件，现场危险废物泄漏，爆炸等各类事故专项应急预案，并定期组织演练，提高人员的应急处置能力。参考文献：1GB 185972023 危险废物贮存污染控制标准S.2HJ 12762022 危险废物识别标志设置技术规范S.作者简介：夏小丹（1985），女，汉族，江西上饶人，硕士，中级工程师，研究方向：环保、安全和职业健康。