談錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在半煤巖巷道中的應(yīng)用

魏俊學(xué)

琿春礦業(yè)（集團(tuán)）八連城煤業(yè)有限公司

談錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在半煤巖巷道中的應(yīng)用

魏俊學(xué)

琿春礦業(yè)（集團(tuán)）八連城煤業(yè)有限公司

為了研究錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀，通過對錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)半煤巖巷道中的應(yīng)用概述。提出錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)存在問題及改進(jìn)。巷道掘出后及時(shí)實(shí)施支護(hù)，不僅能保證施工的安全。而且還能大幅度的提高支護(hù)的作用效果。尤其對噴錨支護(hù)巷道更為重要。不及時(shí)的支護(hù)將引起圍巖的變形是松動(dòng)，降低圍巖自承強(qiáng)度，甚至發(fā)生垮冒破壞。

錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)；半煤巖巷道；應(yīng)用；問題

1 引言

談錨網(wǎng)支護(hù)一般由索體、錨固劑、錨具和托板等組成，具有錨固深度大、承載能力高、可施加較大的預(yù)應(yīng)力等諸多優(yōu)點(diǎn)，在交通、鐵路、水利水電隧道和地下硐室工程，城市基坑工程，邊坡工程，及壩體工程中得到廣泛應(yīng)用。

2 煤礦巷道支護(hù)概述

對于煤礦井下巷道支護(hù)，如何提高圍巖強(qiáng)度并正確選擇支護(hù)方式是保證巷道穩(wěn)定性的關(guān)鍵。巷道圍巖應(yīng)力變化主要表現(xiàn)為在巖體內(nèi)開掘巷道引起的應(yīng)力集中，或回采引起的比原巖應(yīng)力大得多的支承壓力對巷道的影響。錨網(wǎng)支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)方式的不同點(diǎn)在于對圍巖內(nèi)部加固,改善圍巖受力狀態(tài)，充分利用圍巖的支撐能力來支護(hù)巷道，抗變形能力強(qiáng)。

同時(shí)對于當(dāng)前薄煤層綜采礦井，采用錨網(wǎng)支護(hù)方式能夠適合半煤巖巷道掘進(jìn)工作面，既能減少矸石混入煤流，又能提高掘進(jìn)速度。

3 半煤巖巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

1、煤巖分裝，有利于煤質(zhì)管理。在礦井開采過程中，隨著開采深度的不斷增加、煤層厚度不斷變薄，掘進(jìn)時(shí)矸石排放量也隨之增大。錨網(wǎng)支護(hù)可以對井下掘進(jìn)工作面實(shí)施煤矸石分裝分運(yùn)技術(shù)，即掘進(jìn)工作面可以先出煤炭，打頂錨支護(hù)頂板，然后在工作面后方設(shè)耙?guī)r裝置拉底錨幫，將矸石通過礦車運(yùn)輸?shù)降孛妗＿@樣可以有效地減少半煤巖掘進(jìn)巷道的混矸量，有效地提高煤質(zhì)、實(shí)現(xiàn)利益最大化。

2、幫、頂支護(hù)平行作業(yè)，提高掘進(jìn)速度。為滿足掘進(jìn)和支護(hù)平行作業(yè)的連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)技術(shù)，掘進(jìn)工作面可以先出煤炭，打頂錨支護(hù)頂板，然后在工作面后方可以設(shè)耙?guī)r裝置拉底錨幫，將矸石通過礦車運(yùn)輸?shù)降孛妗＿@樣實(shí)現(xiàn)了幫、頂支護(hù)平行作業(yè)，而傳統(tǒng)碹體、U鋼、工字鋼支護(hù)巷道則無法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須一次掘全高，掘進(jìn)速度低。

3、改進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)，提升排矸（煤）的速度。長期以來，煤礦基本采用礦車排矸（煤）的方式進(jìn)行運(yùn)輸，不僅運(yùn)輸速度慢，而且還容易發(fā)生安全事故。半煤巖巷道掘進(jìn)工作面迎頭采用總掘機(jī)與皮帶機(jī)集中出煤，掘進(jìn)后方跟著礦用小鏟車?yán)住＿@樣不僅能夠大幅提高運(yùn)輸速度，省去轉(zhuǎn)運(yùn)的中間環(huán)節(jié)，還節(jié)約人力成本。從而大大提高工作效果，減少安全事故的發(fā)生。

4、使用光爆錨噴支護(hù)的技術(shù)。使用光爆錨噴支護(hù)技術(shù)的巷道有著明顯的優(yōu)勢。不但成形好，而且?guī)r面平整。在采用這項(xiàng)技術(shù)以后，半眼率已經(jīng)在50%之上，超欠挖則降低至15%。我們按照不同巖巷的巖性來針對支護(hù)參數(shù)修改以及優(yōu)化。在以往，錨噴巷道支護(hù)全部是使用2.4米的錨桿來支戶，而不去考慮頂板的情況。經(jīng)過現(xiàn)場跟班以及對比實(shí)踐，在頂板情況良好的地段可以適當(dāng)縮減錨桿的長度，同時(shí)可以延長間排距。經(jīng)過對于支護(hù)參數(shù)的調(diào)整，不但縮減了錨桿眼施工的數(shù)量，而且打眼所要花費(fèi)的時(shí)間明顯縮減。這樣節(jié)省了成本并且提升了工作效率。

5、改進(jìn)施工工藝。積極推行巖巷“噴、錨、噴”施工工藝。一般礦井巖巷錨噴支護(hù)施工工藝都是“錨、噴、噴”，由于巖性的不斷變化，光面爆破的效果時(shí)有起伏，原有的“錨、噴、噴”工藝在光面爆破不理想時(shí)影響其支護(hù)效果，巷道成形差，網(wǎng)片、錨桿托盤不能緊貼巖面，支護(hù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還遺留安全隱患，從五月份下旬開始推行巖巷“噴、錨、噴”新工藝，有效縮短了支護(hù)用時(shí)，提高了支護(hù)效果，加快了掘進(jìn)施工速度。

4 錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)存在問題及改進(jìn)

噴錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)多，易推廣，具體表現(xiàn)為：首先，一定強(qiáng)度和直徑的錨桿打入圍巖，形成了人為施加的外部應(yīng)力，在時(shí)間和空間上一定程度的提高了圍巖抗剪破壞能力，在巖石圈內(nèi)部形成壓縮帶。充分提高了圍巖的整體性。釘住不穩(wěn)定圍巖防止脫落。其次，柔性鋼筋網(wǎng)的設(shè)立與安裝充分補(bǔ)償了錨桿打入的剛性應(yīng)力，進(jìn)一步進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。而鋼筋網(wǎng)還具備極強(qiáng)的抗拉、抗剪能力，能進(jìn)行單獨(dú)的分級支護(hù)。充分適應(yīng)不同地質(zhì)條件，避免錨空事故的發(fā)生，成本低、作用大。最后通過對工作面進(jìn)行速干混凝土的噴射可以很好的固結(jié)巷道內(nèi)壁。修表面毛刺，避免軟弱圍巖的風(fēng)化削弱作用。同時(shí)填補(bǔ)錨桿打入時(shí)引起的細(xì)小裂縫與巖石的天然節(jié)理。從里到外形成一個(gè)完善的巖石加固圈，提高巷道巖石承載能力。

錨索支護(hù)技術(shù)在加強(qiáng)煤礦巷道安全性能上取得了良好的效果，為企業(yè)提供了充分的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)保障。值得大力研究與推廣，但是任何技術(shù)從研究到投入市場都有一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題解決問題的時(shí)期的。當(dāng)前該技術(shù)還存在一些問題值得進(jìn)一步探討，例如：

在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，錨索、錨桿的協(xié)調(diào)支護(hù)作用與圍巖的形變；力學(xué)場變化及其復(fù)雜情況下的支護(hù)參數(shù)作用機(jī)理；參數(shù)優(yōu)化與應(yīng)力模型的演算，擬合公式的精度等等。都需要大量的實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)演算去進(jìn)一步論證。

在材料工程領(lǐng)域，如何多快好省的進(jìn)行錨索支護(hù)材料等構(gòu)件的制造與選取；在不同巖性硬度條件下選用何種硬度的錨桿材料進(jìn)行施工，施工中打入圍巖多深等和材料有關(guān)的施工參數(shù)細(xì)節(jié)都有待現(xiàn)場運(yùn)用的反饋。

在施工與效率方面，使用何種型號的錨索、錨桿進(jìn)行協(xié)調(diào)支護(hù)效果最優(yōu)；在大直徑、高噸位錨索施工設(shè)計(jì)要求下如何更快施加預(yù)應(yīng)力并提高工效；在施工參數(shù)、錨桿材料、施工手段上如何達(dá)到科學(xué)的平衡，從而避免施工中使用過長、過密的錨索全方位節(jié)約材料，優(yōu)化成本。

在施工后期檢測和施工完善程度上，如何避免當(dāng)前技術(shù)人員重視錨索的作用而輕視錨桿的作用而減小了整體支護(hù)效果；后期如何監(jiān)護(hù)錨索預(yù)應(yīng)力變化并定期進(jìn)行合理調(diào)整；如何進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合在考慮到錨索張拉過程中預(yù)應(yīng)力損失后保障施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求；如何運(yùn)用相關(guān)儀器儀表進(jìn)行現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力實(shí)時(shí)監(jiān)控。

5 結(jié)語

巷道的挖掘會(huì)改變當(dāng)前地層應(yīng)力，誘發(fā)瓦斯溢出，地層塌方等多情況安全事故，應(yīng)住夠重視。而巷道支護(hù)技術(shù)能有效克服應(yīng)力變化，防止巖石發(fā)生形變。巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)在挖掘后馬上實(shí)施防止不及時(shí)支護(hù)而產(chǎn)生的圍巖變形和松動(dòng)。該技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于錨索與錨桿的配合使用。而后續(xù)的噴錨網(wǎng)支護(hù)及噴射混凝土工藝又可進(jìn)一步提高圍巖穩(wěn)定性防止錨索材料腐蝕和圍巖的風(fēng)化剝失。在實(shí)際施工時(shí)還要加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)護(hù)，如實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)力變化，進(jìn)行巷道表面的變形觀測，防止事故的發(fā)生。

[1]劉樹剛,董國強(qiáng),孫春東.錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在巷道圍巖加固中的應(yīng)用[J].河北煤炭,2001（4）:29-31.

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