曹家車
(鄉(xiāng)寧縣煤炭工業(yè)管理局,山西 臨汾 041000)
在通常情況下,影響巷道正常支護(hù)的因素,可以包括以下幾個(gè)方面:
(1)復(fù)雜的地質(zhì)條件。當(dāng)前的巷道頂板使用的多為復(fù)合頂板,在實(shí)際的工作中,巷道支護(hù)穩(wěn)固性的影響因素,一般有:①錨桿支護(hù)范圍內(nèi)的復(fù)合頂板層數(shù)較多,這會(huì)造成錨固區(qū)的圍巖承載能力降低,無法保證頂板與圍巖組成的支2護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮其有效的作用;②圍巖自身的強(qiáng)度較低,容易受到自然環(huán)境的影響而發(fā)生風(fēng)化作用,同時(shí)在圍巖中會(huì)產(chǎn)生一定的裂縫,容易造成支護(hù)系統(tǒng)的變形,甚至由于圍巖的破碎而造成嚴(yán)重的事故;③煤層自身存在著較大的淺煤層,頂板很容易脫離煤層而形成離層,這樣便無法保證錨固區(qū)的支護(hù)作用的發(fā)揮。
(2)地應(yīng)力的影響。如果選的支護(hù)參數(shù)不合理,就會(huì)造成巷道的頂板發(fā)生破碎,同時(shí)在地應(yīng)力集中的作用下,導(dǎo)致錨桿的失效,防護(hù)作用無法正常發(fā)揮。
(3)巷道兩幫煤層松軟,強(qiáng)度低工作面煤層裂隙發(fā)育、松軟,很容易破碎,煤幫幾乎沒有強(qiáng)度,巷道成型差,不利于巷道的支護(hù)。
復(fù)雜條件一般指的是巷道中的環(huán)境較為復(fù)雜,如軟巖、深井、構(gòu)造應(yīng)力大等等問題,在復(fù)雜條件下進(jìn)行錨桿支護(hù)是一項(xiàng)困難的工程,需要根據(jù)不同的條件采用不同的支護(hù)方法,才能夠有效的保證支護(hù)的有效性。一般可以從以下幾個(gè)方面考慮:
(1)頂板通常應(yīng)當(dāng)使用樹脂全長(zhǎng)錨固或者是加長(zhǎng)錨固等強(qiáng)度較高的錨桿支護(hù)系統(tǒng)。使用樹脂全場(chǎng)錨固或者是加長(zhǎng)錨固時(shí),能夠增加錨固支護(hù)系統(tǒng)本身的強(qiáng)度,使其具有更大的剛度,同時(shí)也有效地降低頂板變形量發(fā)生的變化。在相同的使用環(huán)境中,加長(zhǎng)錨固對(duì)于圍巖變形量產(chǎn)生的影響很小,一般只能達(dá)到斷頭錨固的1/5~1/2左右,能夠有效地保證圍巖的完整性。
(2)煤幫處一般應(yīng)當(dāng)使用加長(zhǎng)錨固,保證錨桿的長(zhǎng)度獲得有效地增加。因?yàn)槊簬偷奈恢幂^為特殊,其地質(zhì)情況十分松軟,所以容易產(chǎn)生較大的變形量,所以在該處進(jìn)行錨桿的一運(yùn)用時(shí),應(yīng)當(dāng)保證期具有較強(qiáng)的支護(hù)強(qiáng)度和伸長(zhǎng)量,而通過桿體來增加錨桿的長(zhǎng)度是一個(gè)十分有效的途徑。因?yàn)槊簬洼^為松軟,所以需要運(yùn)用加長(zhǎng)錨固的方法來延長(zhǎng)錨桿的強(qiáng)度,使其具有更強(qiáng)的錨固力。
(3)對(duì)巷道幫變形和底板鼓起等問題的有效控制。底板鼓起是巷道礦壓產(chǎn)生的一個(gè)顯著的特征,鼓起產(chǎn)生的原因主要是由于在支撐壓力的作用下,圍巖整體發(fā)生不均勻沉降而引起底板的鼓起。同時(shí),巷道的角部由于受到應(yīng)力集中的影響,也會(huì)產(chǎn)生一定的破壞作用,其中較為顯著的地區(qū)則是巷道幫變形的產(chǎn)生,因此需要此采取有效的措施對(duì)圍巖的中較為軟弱的幫和角進(jìn)行加固,一般可以采取的措施有:①盡量減少巷道的角部受到的壓力集中應(yīng)力的大小,并且加強(qiáng)巷道幫和角地區(qū)圍巖的強(qiáng)度,并且對(duì)圍巖塑性區(qū)發(fā)生的變化進(jìn)行有效的控制,防止圍巖發(fā)生塑性變形,這樣便能夠極大地減少塑性流動(dòng)的產(chǎn)生,避免由于圍巖破裂而導(dǎo)致圍巖體積發(fā)生膨脹而引起的底板鼓起等問題。②可以利用在兩幫和底角增加錨桿的方式或者是圍巖注漿加固的方式加固巷道幫和角的固定性,以此來提高巷道自身的承載能力,避免巷道兩側(cè)發(fā)生不均勻沉降,從而有效地減少底板鼓起和頂板下沉的現(xiàn)象。
(4)錨索加固與注漿加固。當(dāng)巷道發(fā)生大面積的斷面和地質(zhì)破壞時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的地應(yīng)力,這時(shí)可以通過加強(qiáng)錨索、注漿加固等方式對(duì)圍巖進(jìn)行修補(bǔ)和加固,以此來提升圍巖的承載能力。在進(jìn)行掘進(jìn)時(shí),隨掘隨冒時(shí)可以使用提前注漿的方式,而其他的情況下則可以使用滯后注漿的方式。目前,廣泛使用的注漿材料是Z K D高水速凝材料,這種注漿材料的水灰比較高,而且凝結(jié)速度可以進(jìn)行隨時(shí)的控制,并且在注漿的過程中體現(xiàn)出良好的滲透性,能夠在高水灰比的條件下達(dá)到高效的凝結(jié)而不發(fā)生析水現(xiàn)象。
(5)利用錨桿與金屬架的有效運(yùn)用增強(qiáng)支護(hù)的效果。如果圍巖較為松軟甚至發(fā)生破碎現(xiàn)象時(shí),單純的利用錨桿錨固力無法做到有效的防護(hù),這時(shí)可以考慮利用錨桿與金屬架的聯(lián)合運(yùn)用,利用金屬支架的伸縮性,實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖的有效加固。
(1)針對(duì)復(fù)合頂板來說,需要對(duì)頂板的層數(shù)進(jìn)行有效地控制,特別是容易受到風(fēng)化作用的頂板,更需要進(jìn)行有效地處理,盡量避免使用,在頂板巖層之間要防止相互離層現(xiàn)象的發(fā)生,預(yù)防頂板發(fā)生下沉現(xiàn)象。
(2)對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件下的頂板巷道的錨桿支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)而不堅(jiān)持高預(yù)應(yīng)力一次支護(hù)理論的相關(guān)內(nèi)容,盡量保證通過一次支護(hù)就能達(dá)到理想的支護(hù)要求,這樣便能夠避免多次支護(hù)對(duì)巷道造成的影響。
(3)在錨桿支護(hù)的過程中,使用高預(yù)應(yīng)力強(qiáng)力錨桿支護(hù)系統(tǒng)是其中一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié),只有不斷地增強(qiáng)錨桿支護(hù)系統(tǒng)的強(qiáng)度和有效性,才能對(duì)圍巖變形起到很好的控制作用,避免圍巖的破壞,保證圍巖的完整性。
在實(shí)際的工程施工中,由于受到不同復(fù)雜條件而導(dǎo)致煤巷錨桿支護(hù)工作遇到不同的難點(diǎn),因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況和支護(hù)的基本準(zhǔn)確,采取適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)錨固的高度和支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行有效的設(shè)計(jì),才能夠有效的達(dá)到理想的支護(hù)效果。
[1]張農(nóng),李桂臣,闞甲廣.煤巷頂板軟弱夾層層位對(duì)錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響[J].巖土力學(xué),2011,(9).
[2]侯朝炯.煤巷錨桿支護(hù)的關(guān)鍵理論與技術(shù)[J].礦山壓力與頂板管理,2002,(1).
[3]張展鴻,張占濤.復(fù)合頂板煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)[J].煤礦開采,2010,(3).