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        深部軟巖巷道支護(hù)原理及應(yīng)用

        2015-06-29 10:55:33張學(xué)武
        四川水泥 2015年8期
        關(guān)鍵詞:金屬桿軟巖錨桿

        張學(xué)武

        (永城職業(yè)學(xué)院,河南,永城 476600)

        深部軟巖巷道支護(hù)原理及應(yīng)用

        張學(xué)武

        (永城職業(yè)學(xué)院,河南,永城 476600)

        本文著手于深部軟巖巷道支護(hù)的技術(shù)原理,通過對深部軟巖秀巷道支護(hù)技術(shù)在唐口煤礦中的實際應(yīng)用情況進(jìn)行研究,有效的說明了深部軟巖秀巷道支護(hù)技術(shù)的實際應(yīng)用效果,為我國今后的礦山開采施工提供合理化的參考。

        軟巖;巷道支護(hù);礦山開采

        0.引言

        隨著我國礦山開采技術(shù)的不斷完善與發(fā)展,越來越多先進(jìn)的開采技術(shù)被實際應(yīng)用到煤礦資源的開采過程中。伴隨著我國社會市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,市場對于煤礦資源的需求也在不斷增加,如何在今后的煤礦資源開采過程中實現(xiàn)加工開采的高效性與安全性,是我國相關(guān)部門繼續(xù)研究與解決的難題。

        1.深部軟巖秀巷道支護(hù)技術(shù)

        (1)在圍巖上實施錨注加固技術(shù)

        錨注加固技術(shù)在我國煤礦資源的開采過程中屬于常見的開采技術(shù)之一,這一技術(shù)直接作用于巷道圍巖結(jié)構(gòu)上,在實際的應(yīng)用過程中充分的改善了威嚴(yán)的性質(zhì),極大的改善了圍巖應(yīng)力分布情況,同時增強了弱面的力學(xué)性能,增大了巖體間的相對位移阻力,實現(xiàn)了圍巖穩(wěn)定性的整體提升[1]。其次,錨注加固技術(shù)在礦資源開采過程中實際應(yīng)用時,可以在巷道注漿以后,致使破碎的巖塊進(jìn)行重新凝結(jié),形成一塊統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu),有效的發(fā)揮出了圍巖的穩(wěn)定性,讓巷道支架與圍巖實現(xiàn)共同作用,從而極大的減輕了支架承受的應(yīng)力,保持了圍巖的力學(xué)性質(zhì),對煤礦開采的長期穩(wěn)定性起到了重大的意義。

        (2)實施錨桿和錨索的聯(lián)合支護(hù)

        在進(jìn)行巷道支護(hù)的過程中,實施錨桿和錨索的聯(lián)合支護(hù),通過這一舉措,為采礦作業(yè)施加巷道表面的力,并且讓這股作用力與巷道內(nèi)部建立互相作用的關(guān)系,以此保證巷道施工的安全性。在進(jìn)行錨桿和錨索的聯(lián)合支護(hù)時,錨噴支護(hù)是由金屬材料加工而成的桿狀物,用樹脂藥卷或水泥砂漿對材料進(jìn)行膠結(jié),然后通過在金屬桿上加長錨固,使金屬桿直接作用于巖體上,利用應(yīng)力約束使金屬桿周圍的巖體發(fā)生變形。這種方式常常與圍巖表面噴射混凝土的方式進(jìn)行結(jié)合,在實際應(yīng)用的過程中具有及時性和一定的經(jīng)濟(jì)特性,為我國煤礦開采做出了巨大的貢獻(xiàn)。

        (3)運用金屬支架和砌碹等支護(hù)方式

        在進(jìn)行巷道支護(hù)的過程中,運用金屬支架和砌碹等支護(hù)形式可以有效改善傳統(tǒng)支護(hù)方式的支護(hù)效果[2]。在實際運用過程中,提供外力直接作用于巷道圍巖的表面,從而達(dá)到了有效的支護(hù)效果。這種方式屬于被動支護(hù),在實際運用的過程中可以極大地提高軟巖的適應(yīng)性。剛性支架在實際應(yīng)用于巷道支護(hù)施工時,通過產(chǎn)生被動的約束力,對圍巖產(chǎn)生變形壓力,以此減少圍巖的變形程度??煽s性支架在實際應(yīng)用于巷道支護(hù)施工時,在提升了軟巖的適應(yīng)性的前提下極大的實現(xiàn)了讓支平衡,對支護(hù)效果做到了明顯的改善。

        2.工程實例

        唐口煤礦是濟(jì)北礦區(qū)較為普通的一座現(xiàn)代化礦井,在2004年被淄博礦業(yè)集團(tuán)進(jìn)行承包建設(shè),該煤礦可采儲量約為360000kt,預(yù)計年產(chǎn)值為3.2Mt,預(yù)計服務(wù)年限為80a。唐口煤礦在實際的煤礦開采過程中采用了立井開拓的開采形式,井筒直接穿過的地層中包含著泥砂巖、泥巖、細(xì)砂巖、粉砂巖等,鉆井位置地下水豐富,巷道圍巖四周的環(huán)境可能會對煤礦開采造成一定的影響,由于唐口煤礦的井下存在硐室,巷道內(nèi)圍巖穩(wěn)定性較差,對目前的礦井開采造成了嚴(yán)重的影響。

        (1)實施錨注聯(lián)合支護(hù)方案

        在本次唐口煤礦內(nèi)的巷道開采過程中,制定了錨注聯(lián)合支護(hù)的開采方案,實施過程中由于輔助運輸石門是煤礦工程中較為重要的運輸生產(chǎn)線,在目前的開采施工過程中,這一生產(chǎn)線已經(jīng)發(fā)生了變形,并且遭受到了嚴(yán)重的破壞,對巷道圍巖的正常開采施工造成了一定的影響,需要采取正確的支護(hù)方式進(jìn)行加固與修復(fù)。通過詳細(xì)的分析比較,在這一過程中,可以采取超強剛性支護(hù)的方式對運輸石門進(jìn)行加固,以此保證石門的正常運作,如圖1所示。

        圖1 輔助運輸大巷修復(fù)支護(hù)

        在輔助運輸大巷進(jìn)行修復(fù)支護(hù)的過程中,超強剛性支護(hù)采用了高強螺紋鋼錨桿與內(nèi)注漿錨桿這兩種支護(hù)方式,并且組成了錨注聯(lián)合支護(hù)技術(shù)實際應(yīng)用于石門的修復(fù)工作。其中高強螺紋鋼錨桿和內(nèi)注漿錨桿的結(jié)構(gòu)、參數(shù)分別為:

        高強螺紋鋼錨桿的規(guī)格為直徑20mm、金屬桿長約2500mm,金屬桿之間的間距為750×2000mm,整個金屬桿采用樹脂錨固劑進(jìn)行膠固,膠固的長度為450mm,在進(jìn)行內(nèi)注漿錨桿不知的過程中,應(yīng)采用隔排布置的方式。同時,托盤之間都應(yīng)該采用規(guī)格為100×100×10mm的鋼板進(jìn)行制作。

        內(nèi)注漿錨桿的規(guī)格為直徑20mm、金屬桿長約2000mm,金屬桿之間的間距為1600×2000mm,整個金屬桿采用樹脂錨固劑進(jìn)行膠固,膠固的長度為200mm,在進(jìn)行內(nèi)注漿錨桿不知的過程中,應(yīng)采用隔排布置的方式。

        (2)超強剛性支護(hù)的效果

        在采取超強剛性支護(hù)的方式對運輸石門進(jìn)行加固的過程中,為了判斷輔助運輸大巷圍巖經(jīng)過支護(hù)以后是否能夠保持穩(wěn)定的狀態(tài),就需要對錨注聯(lián)合支護(hù)技術(shù)方案進(jìn)行可行性與合理性上的分析。在分析的過程中,通過動態(tài)量測巷道圍巖進(jìn)行位移的情況,通過設(shè)置收斂變形監(jiān)測斷面,采用中腰線十字布點的方法,結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù),對頂?shù)装逡平考拔鲗幱行в^測。

        通過一些列的檢測與觀察,可以明顯了解到副井繞道兩幫的移動距離為22mm,頂?shù)装宓囊苿泳嚯x為 15mm,由此可見,錨注聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中有效地提高了運輸石門內(nèi)部支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性,同時保證了運輸石門四周圍巖的整體強度,極大地增強了運輸石門的承載能力,有效控制了軟巖巷道所遭受的變形與破壞,實現(xiàn)了唐口煤礦的正常生產(chǎn)。

        3.結(jié)語

        綜上所述,我國深部軟巖巷道的支護(hù)技術(shù)在國內(nèi)煤礦開采的施工過程中發(fā)揮出了有效地作用,這種支護(hù)方式不僅能夠改善圍巖的性質(zhì),更能改善圍巖的應(yīng)力分布情況,有效地提高圍巖自身的力學(xué)性能,為正常的煤礦開采創(chuàng)造了有利條件,值得在我國今后的煤礦開采中進(jìn)行推廣。

        [1]劉進(jìn)出. 我國深部軟巖巷道的支護(hù)技術(shù)[J].信息技術(shù)教育,2013,12(09):23-24.

        [2]楊劍鋒. 實施錨注聯(lián)合支護(hù)的方案[J].西北科技大學(xué)院報,2012,23(07):23-25.

        U45

        B

        1007-6344(2015)08-0329-01

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