張振軍

(琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,吉林琿春 133300)

掘進(jìn)巷道錨噴支護(hù)技術(shù)探析

張振軍

(琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司,吉林琿春 133300)

在煤礦開采過程中,支護(hù)工作面是非常重要的,既保證著煤礦井巷開掘工作的正常進(jìn)行,又直接關(guān)系到采掘工作的頂板安全。目前我國煤礦錨噴支護(hù)技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)錨噴支護(hù)仍然存在問題,還需要在推廣應(yīng)用上下工夫。本文重點(diǎn)論述掘進(jìn)巷道錨噴支護(hù)技術(shù),希望能為煤礦企業(yè)的錨噴支護(hù)建設(shè)提供一定的依據(jù)。

掘進(jìn) 巷道 錨噴支護(hù)

1 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，80 年代末時(shí)被應(yīng)用在煤礦的支護(hù)中，并得到一定的推廣。隨著開采水平的不斷延深，地壓隨之明顯增大，有些錨噴巷道出現(xiàn)明顯的壓力如噴體開裂、巷道變形等顯現(xiàn)。這些現(xiàn)象出現(xiàn)增加了巷道維修費(fèi)用，影響了正常的安全生產(chǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，工程技術(shù)人員進(jìn)行了不斷的探索，根據(jù)巷道不同性質(zhì)的圍巖，采用錨、網(wǎng)、噴等多種形式，使錨噴支護(hù)技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展。錨噴支護(hù)技術(shù)應(yīng)用也逐漸成熟，并得到煤礦開采的重視。錨噴支護(hù)技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用，是煤礦產(chǎn)業(yè)的一次革命，一次跨越，代替了傳統(tǒng)的支護(hù)方式，形成了一個(gè)新的支護(hù)理念。錨噴支護(hù)在煤礦中的應(yīng)用，雖然推動了煤礦產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，但是從目前我國煤礦產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀看，錨噴支護(hù)在推廣應(yīng)用上仍然存在很多問題，尤其是在煤礦的推廣應(yīng)用上。本文就重點(diǎn)論述掘進(jìn)巷道錨噴支護(hù)技術(shù)，期待此技術(shù)等到進(jìn)一步的推廣應(yīng)用，為煤礦企業(yè)的錨噴支護(hù)建設(shè)提供一定的依據(jù)，確保煤礦的安全生產(chǎn)，和諧發(fā)展。

2 掘進(jìn)巷道錨噴支護(hù)技術(shù)

2.1 錨桿支護(hù)技術(shù)

在錨桿——噴射混凝土支護(hù)巷道當(dāng)中，錨桿具備支護(hù)的功能。以往常常借助管縫錨桿和鋼絲繩，因?yàn)楸阌谑┕ず蜋C(jī)械化作業(yè)，使掘進(jìn)的速度提高，這有利于推動錨噴支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。可是，管縫錨桿也面臨著不少難以克服的問題。因?yàn)楣芸p錨桿是借助鉆孔巖石表面間的摩擦阻力對圍巖進(jìn)行錨固以及憑借管徑的彈性變形形成的管壁，在安裝質(zhì)加工、材料等方面較難實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，以及耐腐蝕性比較差，這減小了錨固力，不能夠?qū)崿F(xiàn)理想的支護(hù)質(zhì)量。為此，借助強(qiáng)度與初錨力高的樹脂螺紋鋼錨桿能夠使支護(hù)質(zhì)量大大地提高，它的破斷荷載與屈服荷載也明顯地高于一般的錨桿，尤其是在強(qiáng)化熱處理錨桿尾部螺紋之后，它的強(qiáng)度比桿體的強(qiáng)度要高，且可以確保相應(yīng)的延伸率，從而更進(jìn)一步地增強(qiáng)了錨桿支護(hù)的安全性。

2.2 全斷面一次掘進(jìn)技術(shù)

以靜力學(xué)作為視角而言，能夠看作巷道為由支護(hù)層和圍巖組合而成的厚壁承載環(huán)。開挖巷道支護(hù)，使圍巖固有的三向應(yīng)力平衡打破，圍巖就會出現(xiàn)位移與變形，進(jìn)而發(fā)生松動與開裂。為了使這個(gè)過程減緩，需要迅速地閉合承載環(huán)，這樣才可以體現(xiàn)它的承載性功能，鑒于此，實(shí)施全斷面一次掘進(jìn)有益于增強(qiáng)巷道的穩(wěn)定性。它可以均勻地分布巷道圍巖應(yīng)力，避免噴層由于集中局部應(yīng)力而受到破壞。在巷道施工的時(shí)候，倘若劃分成為上、下施工的兩部分，在時(shí)間上就不能同時(shí)重新分布圍巖內(nèi)部應(yīng)力，不均勻分布應(yīng)力就會發(fā)生在一個(gè)密閉環(huán)之內(nèi)，會導(dǎo)致兩幫面積較大的開裂和錯(cuò)動，以及巷道的底鼓，不利于應(yīng)用的順利進(jìn)行。

2.3 復(fù)噴至迎頭距離的確定技術(shù)

在場地施工的過程中，一些企業(yè)使復(fù)噴緊跟迎頭。這在較小原始應(yīng)力與巷道圍巖狀況理想的時(shí)候能夠?qū)嵤Ｓ捎陂_挖這種巷道支護(hù)基本不出現(xiàn)變形，然而大部分的巷道并不都是這樣，它們常常需要一個(gè)變形階段，進(jìn)而重新分布應(yīng)力和實(shí)現(xiàn)平衡，如此巷道才可以更加穩(wěn)定。結(jié)合支護(hù)巷道的理論，作為主動支護(hù)的錨噴支護(hù)屬于有效統(tǒng)一“讓”和“抗”的柔性作用，進(jìn)而合理地分布圍巖應(yīng)力，以使圍巖的承受能力增強(qiáng)。只有如此，才有益于圍巖維護(hù)的穩(wěn)定性。

2.4 潮料噴射技術(shù)

提升混凝土強(qiáng)度和減少回彈物料的有效策略就是潮料噴射混凝土，并且可以使物料對噴射機(jī)具和輸送管的磨損減少，以及使空氣當(dāng)中的粉塵濃度降低，通過這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)理想的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 一次噴射厚度的技術(shù)

噴射的過程中，一層噴射混凝土?xí)杆俚卣辰釉趪鷰r表面。倘若太慢地移動噴頭，混凝土的粘接就會越來越厚，一直到混凝土對自身的重量不支持，從而制約混凝土的凝聚和粘接。倘若太快地移動噴頭，那么僅僅是一層砂漿留在圍巖面上，絕大多數(shù)的骨料回彈，在薄層硬結(jié)之后，實(shí)施又一次地噴射會使回彈率增加，對效果產(chǎn)生影響。為此，一次噴射混凝土需要具備相應(yīng)的厚度，需要結(jié)合噴射角度、巷道尺寸規(guī)格、圍巖應(yīng)力，以及巖性等確定它的厚度。

2.6 光面爆破技術(shù)

光面爆破就是對爆破參數(shù)進(jìn)行適宜地選用，確保爆破之后的巷道的規(guī)整性，從而使欠挖與超挖減少，盡可能地確保圍巖的自我承受能力，這對于安全地應(yīng)用永久支護(hù)與安全施工非常有益，進(jìn)行錨噴支護(hù)的基礎(chǔ)與前提條件就是光面爆破。

2.7 近距離噴射技術(shù)

通過這個(gè)工藝，能夠使混凝土噴射束的散射減少，這能夠使噴漿料的回彈率降低，并且它可以使空氣當(dāng)中的粉塵量減少。是結(jié)合最小回彈率與最高噴射混凝土強(qiáng)度來確定受噴面和噴頭的最理想距離，通常在經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)噴距0.6米—1.0米、0.12 M Pa—0.18 M Pa供氣壓力、20米—50米輸料距離最為理想。倘若距離太小，噴射粗骨料的情況下受到非常小的空氣阻力，由于噴射動能非常大，因此導(dǎo)致非常大的回彈率。倘若距離太大，噴射的骨料受到非常大的空氣阻力，噴射動能非常小就難以使混凝土嵌入。要想進(jìn)行近距離地噴射，除了強(qiáng)化對噴射手的技術(shù)教育以及責(zé)任心之外，還應(yīng)當(dāng)實(shí)施真正有效的策略對噴射當(dāng)中面臨的問題進(jìn)行解決，從而在場地有效地應(yīng)用這種工藝技術(shù)。

3 結(jié)語

總之，隨著煤礦開采深度的增加，噸煤成本也在隨之增大。錨噴支護(hù)的質(zhì)量不僅影響到煤礦生產(chǎn)的效率同時(shí)也影響到煤礦生產(chǎn)的安全，因此保證錨噴支護(hù)的質(zhì)量是施工人員的責(zé)任。對于煤礦工程管理人員來說，我們應(yīng)通過因地制宜地改變錨噴支護(hù)參數(shù)，降低工程造價(jià)以及加強(qiáng)技術(shù)管理與工程質(zhì)量管理，提高巷道支護(hù)質(zhì)量，保證煤礦的安全生產(chǎn)，降低巷道的維修費(fèi)用，力爭創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]梁國家.淺議巖巷掘進(jìn)錨噴支護(hù)技術(shù)及施工工藝的改進(jìn)[J].管理學(xué)家,2012(01).

[2]于興建,楊續(xù)冠.淺議巖巷掘進(jìn)錨噴支護(hù)技術(shù)的改進(jìn)[J].科技信息, 2010(10).

張振軍(1969—),男,漢族,吉林省琿春人。2013年7月畢業(yè)于吉林遼源職業(yè)技術(shù)學(xué)院?，F(xiàn)在琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司生產(chǎn)技術(shù)部工作,工程師、注冊安全工程師。