工作面搬家倒面支護技術應用

張鵬

摘 要：在綜采過程中，工作面的搬家倒面是一項非常重要的部分，施工方案的成功與否與搬家倒面技術的應用情況有著直接的關系，搬家倒面技術的精湛使用可以使得煤礦施工方案的設計更加完善，實施更加順利，在工程中具有舉足輕重的作用。一般常用錨索聯合支護技術提高工作面搬家倒面的工作效率和工作環境，可以有效減少架棚支護片幫現象的發生，在工作面搬家倒面的工程中，這是一個成功的創新實踐。

關鍵詞：工作面；倒面支護；技術應用

1 工作面搬家倒面中使用的支護技術概述

支護技術是煤礦開采中的一項關鍵技術。只有支護技術的安全性，穩定性得以保障，工作面倒面工程才可以成功進行，在工作面搬家倒面的過程中這種支護技術有明顯的優勢效果，確保巷道的安全，減少工人的勞動強度，簡化煤礦的維修技術等等，這是非常有利于煤礦工作面的快速推進和建設實現高產、高效的煤礦。目前，錨桿支護技術在國內外應用十分廣泛，設計水平的不斷提高，也促進了了工作面倒面工程的順利進行，不僅如此，在錨桿支護技術的基礎上，不斷進行創新，錨網、錨索聯合支護技術也在煤礦工作面倒面的工程中發揮出來了優秀的功能。

對于錨索聯合支護技術，主要的工作機理包括懸架理論、復合梁理論，壓縮拱理論，楔形固體理論、擴張穩定性理論等等，因為錨桿錨索支護強度和剛度大于吲巖的變形，從而可以加強與兩側巖石的應力，使其更加穩定，提高圍巖的抗壓和承重能力，由于錨桿、錨索支護具有上述特點，越來越多的煤炭、冶金企業采用這樣的支護方式。

錨桿支護技術是將原本疲弱和破碎巖石懸浮穩定巖層或平衡拱上部位置，促進分層巖石形成的復合梁，而圍巖與巷道支架形成強的支持拱承載力，在此發揮圍巖可以承載 的作用。錨索支護技術是錨索采用預應力錨索將錨索深鉆至巖層底部，進行預應力處理。這是一種將主結構的支護應力傳遞到巖層深度，提高巖層穩定性的方法。錨索可以形成懸吊效果。錨索在巷道的縱向上起著支點的作用，減緩巷道頂部圍巖的擴容。

2 支護技術的國內外發展現狀

國外，澳大利亞比較早的使用了錨桿支護技術，支護技術相對外國來講處于領先地位。目前，錨桿支護已成為煤礦巷道的主要支護方式，煤礦的頂板如果不能進行錨桿的支護，那么這個煤礦的開采經濟效益會急劇下降。英國過去是歐洲主要煤炭生產國傳統鋼鐵支撐的典型代表。在后來的國際競爭中，這種方法的弊端不斷體現出來，在這樣的情況下，英國及時從澳大利亞引進新的支護技術，緩解了當地煤炭產業的危機。

我國巷道錨桿支護技術的研究和應用經歷了三個階段：1980 - 1990年是最初的階段，主要進行了一些基礎研究和試驗，錨桿支護技術還沒有被廣泛推廣，第二階段，1991年至1995年，國家開始重視錨桿支護技術，然而，人們真正了解和應用錨桿支護技術仍在第三階段（1996至今），原煤炭部門的組織，中國技術，介紹了澳大利亞螺栓支持邢臺礦務局進行技術示范，極大地促進了中國的發展和完善錨桿支護技術。在各個煤炭研究所和煤炭企業的努力之下，基本形成了一個適合中國的煤礦煤巷錨桿支護技術的條件。在現場應用中，成功地解決了工作面倒面過程中遇到的問題。

3 支護技術在應用過程的問題及解決策略

首先，巷道錨網支護的重點是巷道中部，其次是巷道兩側。布局應該是垂直的，如果不是倒三角形，屋頂的連接會受到負面影響。因此，必須根據實際情況實際處理，適當調整依靠頂部螺栓兩側和兩側方向的角度，盡量做到使其與倒三角形的形式一致，使頂部連接處的連接作用得到有效發揮。其次，錨網的支持通常先給中間，然后再給中間，而被動支護的支護原則是一樣的，但實際上不是這樣，而是相反，主動支護先給中間，然后再考慮中間。第三，聯合支護的情況下，沒有考慮到頂板和兩側的重要性，不注意頂板和兩側的聯系，沒有充分發揮復合梁的作用，并結合屋頂是一體的，導致整體負載的增加很明顯，這將導致整體的穩定性不斷下降，不僅如此，但也會發生頂板崩落事故。如果頂板不穩定，頂板的錨網支持形成一個重量較大的整體，兩側與頂板的交界處可以形成一個弱面，導致總量的增加，一旦遇到軟弱的表面結合強度不足以支持整個頂板的重量，整體冒落的事故就會發生，然后導致大面積頂板事故。重要的是要注意，如果沒有認真設計頂板和兩側之間的連接，將導致一個惡性循環，如頂板在不穩定的情況下，需要更大的支護密度來維持，更大的整體的疊加對于巷道兩端來講，導致冒頂的風險增加，同時，巷道掘進遇到的潛在風險增加，上述錨網、錨索支持被忽視的問題，也是國內錨網組合支護巷道錨索鋼帶經常遇到的典型大面積崩落事故。

所以，在設計工作面倒面的支護結構時，選擇一個合適的支護方式是十分重要的，如需要根據巷道情況、圍巖發育、移動等方式進行工作。因此，選擇合適的巷道支護方式非常重要，但必須事先了解巷道的基本情況，然后根據理論與實踐的結合，選擇最合適、最有效的支護方式。如提高圍巖強度時，采用錨桿支護；穩定系數高的巷道支護選用剛性支護；穩定性差的巷道支護選用伸縮支護。

此外，應該健全支護的監督體制，確保工程完成的效率與質量，一些井下工作人員想要了解圍巖發育的準確參數，想要掌握圍巖的運動規律，想要了解支護方案的具體效果，需要更準確的探測數據。為了增加強度測試的支持系統，您將首先需要建立和完善支持監控系統，，和檢測數據進行科學分析，也突然情況進行進一步的分析和研究，也可以進一步跟蹤巷道支架，分析和預測圍巖可能發生并改正。如果能夠建立和完善相應的監督機制，將促進支助方案的制定，為支護方案的設計提供依據。

并且應該及時對于支護的設備進行維護，隨著現代煤礦企業領導對經濟效益的追求，巷道開采深度不斷加大，加大了礦山工作的難度和危險性。但由于國家和企業的資金投入和技術研究，煤礦巷道技術研究取得了一定的技術成果。但由于實踐與理論不能充分結合，所開發的技術方法不能直接應用于煤礦巷道支護工作中。目前，由于老舊的支護設備和新技術，煤礦巷道的工作效率無法提高。因此，如果能夠及時對設備進行更新和維護，使新技術能夠與井下設備相匹配，更好地應用新技術，從而提高煤礦企業的經濟效益。

最后還應該對于工程的現場加強勘察，有必要對巷道施工現場進行調查，了解圍巖特征，制定合理有效的支護方案，從而開發出更加合理的支護模式，提高支護效果。因此，在選擇支護方式時，要及時考慮一些突發情況，如圍巖的小變形會釋放出圍巖表面巖體破碎時產生的一些應力，能夠很好地減少圍巖的變形。因此，在制定支護設計方案時，可以考慮多種支護方式相結合的方式，提高工作安全性。因此，在確定支護方式之前，需要對煤礦巷道的采場進行調查，這有利于提高工作效率和安全。

4 支護技術的實施效果

以某工程為例，煤層工作面結構較為復雜，沉積穩定，煤層一般厚度約3.9～4.8m，巷道的平均長度為3.6 m，沿軸向長586m，傾斜時長度為367m。工作面在開采的過程中會有兩條斷層出現。

由于截面為單側斜梯，寬度約4.8m，高度約3.6m。上下兩側分別為3.72m和2.27m。嘗試進行如下的設計：錨桿為3cm左旋無筋鋼筋螺栓，間距0.90m；采用Z2385樹脂筒，每個錨桿為3卷。巷道頂板中部布置長度為1.82cm的鋼絞線錨索，每排3根，長度5.0m。末端用樹脂固定。每根錨索使用6根樹脂，錨固長度約1.8m。

將初步設計的支護參數應用于工程中，觀察頂板的移動量及兩側移動量。根據觀測結果，頂板最大沉降量1.1cm，最大沉降率5.3mm /d，最終沉降率控制在0.11mm /d以內。遠低于規定的位移。其次，巷道頂板沉降在11cm以內，兩側相對收斂在10cm以內，巷道的收斂變形在一段時間內趨于穩定，說明支護效果良好，非常穩定。

通過上面的嘗試，可以得出：在使用錨桿，錨索支護技術的時候，可以加強頂板與兩側的連接完好程度，對于錨桿和頂板的錨索之間的距離和角度，應該使其高度吻合，頂板支護的強度從兩側到中間逐步加強，要記住頂板兩邊的設計是關鍵，要靠兩側結構的支持。其次，記住錨固端應延伸至側部上部，使其既能錨固到穩定的壓環上，又能通過形成三角形的穩定結構，整體充分發揮其支護作用。對于結構不穩定的頂板，通過錨鏈鋼帶，當進入向幫時候給一個特定的方向，特別是對錨索端部，確保錨固時候進行的位置是承壓圈，此外，通過錨索錨桿形成倒三角的區域，可以防止冒落的突發，對于壓環的具體位置，不僅可以與采空區均勻巷道垮落高度和已垮落巷道高度進行比較，還可以根據圍巖類別和分選儀數據進行計算。

在煤炭企業當今的發展情況下，及時對于支護技術進行改進和革新有利于煤炭企業經濟效益的提升，從而實現在新的經濟體制下煤炭經濟的復蘇，具有極大的現實意義。

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