王治峰

(神華神東煤炭集團(tuán)公司三道溝煤礦管理處,陜西榆林 719407)

煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)的技術(shù)分析

王治峰

(神華神東煤炭集團(tuán)公司三道溝煤礦管理處,陜西榆林 719407)

隨著科技的進(jìn)步,高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)已經(jīng)成為煤礦采煤掘進(jìn)工作中支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的關(guān)鍵技術(shù),本文主要結(jié)合陜北府谷礦區(qū)煤層和巖層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析了高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)和常用的支護(hù)技術(shù),進(jìn)而探討了光爆錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)、超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)和聯(lián)合支護(hù)技術(shù)等高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤掘進(jìn)工作中的應(yīng)用。

煤礦井下 采煤掘進(jìn) 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù) 應(yīng)用

在深部礦井采煤中光爆錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用,主要是根據(jù)深部巷道掘進(jìn)的地壓特點(diǎn)采取圍護(hù)巷道的防護(hù)措施,由于煤礦井下深部的地壓較大,且原巖的應(yīng)力較高,在完成巷道掘進(jìn)之后其圍巖會由于應(yīng)力的釋放,而出現(xiàn)了應(yīng)力降低現(xiàn)象,當(dāng)圍巖盈利降低時巖石會隨著應(yīng)力的逐漸釋放,會造成巷道移動、變形,因而需要采取有效的加固防護(hù)措施和高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)。

1 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)分析

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在實(shí)際的煤礦采煤作業(yè)應(yīng)用中應(yīng)該結(jié)合煤礦巷道的實(shí)際情況,采用半圓拱斷面凈寬和凈高之積的計(jì)算方法來設(shè)計(jì)高強(qiáng)支護(hù),充分發(fā)揮高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的加固作用,目前常用的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)主要包括光爆錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)、超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)和聯(lián)合支護(hù)技術(shù)等,這些高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)結(jié)合煤礦采煤煤層結(jié)構(gòu)、圍巖巖層特性等實(shí)際情況,加固巷道、增強(qiáng)頂板與圍巖強(qiáng)度、承載力的高效支護(hù)技術(shù),已經(jīng)廣泛應(yīng)用到煤礦采煤巷道掘進(jìn)住支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,極大保證了煤礦深部采煤巷道的安全性和穩(wěn)定性,保證采煤機(jī)械的順利推進(jìn),確保煤礦井下生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性和安全性。

2 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤掘進(jìn)工作中的應(yīng)用

2.1 光爆錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

錨桿的加固拱作用可以提高巖性解構(gòu)薄弱部位的抗剪能力,通過在礦井深部圍巖周邊一定厚度的范圍內(nèi)形成一種加固拱,這種加固拱不僅可以維持巖性自身的穩(wěn)定性,而且還能夠有效防止上部圍巖巖性發(fā)生變形、松動等現(xiàn)象,從而保證煤礦采煤巷道掘進(jìn)的效果和巷道的安全性,錨桿的懸吊作用是把將要冒落的軟弱巖層或者危巖懸吊在上部堅(jiān)硬的圍巖上,由錨桿支撐軟弱巖層或者危巖的重載,對于錨桿的圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用是通過在巷道周圍設(shè)置錨桿,可以減輕巷道圍巖深部巖石的荷載,提高圍巖的強(qiáng)度,改善圍巖拉應(yīng)力、壓應(yīng)力情況,而錨桿的組合梁作用是指在層狀巖層的深部巷道頂板中可以通過采用一系列的錨桿,這樣可以講錨桿內(nèi)的薄層巖層錨成巖石組合梁,從而提高巷道頂板的承載力,確保巷道的安全性和穩(wěn)定性。

2.2 超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)

在煤礦深部采煤巷道掘進(jìn)中由于地質(zhì)構(gòu)造較為特殊和復(fù)雜,而且在較為封閉的環(huán)境下深部圍巖的巖層極其不穩(wěn)定,深部巖層容易發(fā)生變形、松動,若巷道支護(hù)體強(qiáng)度不高的話,會引發(fā)嚴(yán)重的煤層壓出與沖擊地壓等現(xiàn)象,極為不利于巷道掘進(jìn)工作順利完成,因而采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)和高強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)是至關(guān)重要的,而超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)一種有效加固深部巷道頂板、保證想到穩(wěn)定的有效支護(hù)技術(shù)措施,其中可以運(yùn)用干式噴射混凝土、濕式噴射混凝土、潮式噴射混凝土與水泥裹砂噴射混凝土方法,其中干式噴射混凝土支護(hù)方法是指將水泥、混凝土和速凝劑,通過人工或者機(jī)械進(jìn)行拌合,在拌合均勻之后使用干式噴射混凝土噴砂機(jī),利用壓縮空氣,將混凝土混合料輸送到噴射嘴,然后在噴射嘴處按照一定的水配合比進(jìn)行加水,然后在水與干料快速融合之后在噴射嘴處噴射到礦井巷道圍巖墻壁上,從而形成一種超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)體,也可以采用潮式噴射混凝土方法是指采用一定比例的水泥、水與粗細(xì)骨料形成的潮料,使用壓縮空氣、濕式噴射機(jī)將潮料運(yùn)輸?shù)絿娚渥焯?在噴射嘴處加入壓力水之后由噴射嘴處向巷道圍巖墻壁上噴射潮料,而采用的濕式噴射混凝土方法也是按照一定配合比的水泥、粗細(xì)骨料和和水在均勻攪拌之后,采用濕式噴射機(jī)將拌合好的混凝土混合料運(yùn)輸?shù)絿娚渥焯?在噴射嘴處加入速凝劑液體之后由噴射嘴處向礦井圍巖墻壁上進(jìn)行噴射,而目前采用的一種新型的噴射混凝土方法是水泥裹砂噴射混凝土支護(hù)方法,這種噴射方法是指用水泥將砂粒裹住、調(diào)制混凝土或者水泥砂漿,之后采用壓縮空氣和泵送方式將噴射混凝土混合料輸送到噴射嘴處,再由噴射嘴處向井巷圍巖墻上進(jìn)行噴射,從而可以形成一種超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)體,增強(qiáng)深部圍巖巖石的強(qiáng)度、剛度和承載力,確保礦井采煤巷道的安全性呵呵穩(wěn)定性。

2.3 聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

聯(lián)合支護(hù)技術(shù)形成的高強(qiáng)支護(hù),主要是采用錨背支護(hù)、U型鋼可縮性支架聯(lián)合形成的超高強(qiáng) 支護(hù)體,可以有效解決在噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)不能保證深部巷道完整性的問題和不足,而且還可以有效防止巷道發(fā)生流動、移動和變形現(xiàn)象,其中采用的U型鋼可縮性支架,不僅可以適應(yīng)礦井深部巷道的變形,而且還能夠有效控制巷道頂板及煤層結(jié)構(gòu)側(cè)向變形,另外,聯(lián)合支護(hù)技術(shù)常用的錨背網(wǎng)材料主要是木材、金屬網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)、塑料網(wǎng)和混凝土等,而其中在礦井巷道支護(hù)施工中應(yīng)用最廣泛的是鋼筋網(wǎng)背板,通過同錨桿將鋼筋網(wǎng)背板錨于礦井巷道頂板上,然后再與U型鋼可縮性支架聯(lián)合,從而形成一種聯(lián)合支護(hù)體,這樣可以充分發(fā)揮聯(lián)合支護(hù)內(nèi)部、外部的支護(hù)作用,從而提高巷道頂板、圍巖巖石整體的穩(wěn)定性和安全性,保證煤礦井下采煤作業(yè)的安全進(jìn)行。

3 結(jié)語

綜上所述,高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是煤礦采煤巷道掘進(jìn)后支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的重要技術(shù),在高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中要嚴(yán)格控制高強(qiáng)支護(hù)施工工序,保證高強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)支護(hù)的加固作用、補(bǔ)強(qiáng)作用,不斷提升煤礦采煤巷道圍巖的強(qiáng)度、承載力和應(yīng)力,保證礦井巷道的穩(wěn)定性和采煤作業(yè)的安全成產(chǎn)銷率。

[1]李留想,劉廣學(xué).淺談錨網(wǎng)噴技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)?2012.20(23)：229.

[2]郭慶勇.急傾斜水平分層開采巷道錨網(wǎng)支護(hù)工程研究[M].中國礦業(yè)大學(xué),2010.1(5)：1-50.

[3]喬衛(wèi)國,孟慶斌,林登閣,門燕青,魏烈昌.深部軟巖巷道錨注聯(lián)合支護(hù)技術(shù)研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào),2011.31(1)：23-26.