楊 永，李占龍，艾國(guó)防

鄂爾多斯市營(yíng)盤(pán)壕煤炭有限公司

探討煤巷圍巖控制與錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

楊 永，李占龍，艾國(guó)防

鄂爾多斯市營(yíng)盤(pán)壕煤炭有限公司

煤巷是目前煤礦回采巷道的主要形式，由于煤礦井下施工環(huán)境復(fù)雜，煤巷所處底層的條件多樣,圍巖的性質(zhì)多變,因此研究煤巷圍巖控制技術(shù)對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)來(lái)說(shuō)具有非常重要的作用。錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)作為有效的煤巷支護(hù)方式，其對(duì)煤巷圍巖具有強(qiáng)化作用，因此本文通過(guò)研究煤巷圍巖控制與錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù),提出優(yōu)化錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在煤巷圍巖控制中的應(yīng)用。

煤巷；圍巖控制；錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

引言

煤巷圍巖因?yàn)槭艿讲蓜?dòng)而出現(xiàn)變形，所以實(shí)現(xiàn)煤巷圍巖構(gòu)造支護(hù)能力的提升以及避免出現(xiàn)煤壁片幫是確保煤巷安全的基礎(chǔ)，其中一種有效支護(hù)煤巷的手段是錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)，其能夠明顯地提升煤巷圍巖強(qiáng)度，以及這種支護(hù)手段的費(fèi)用比較少，并且可以實(shí)現(xiàn)煤巷斷面使用率的提升。當(dāng)今很多國(guó)家都應(yīng)用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)，在國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)當(dāng)中也普遍地應(yīng)用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)。

1 煤巷圍巖控制與錨固的原理分析

1.1 煤巷圍巖控制的原理

煤巷圍巖控制的原理是圍巖跟支護(hù)互相影響的原理，由于屬于地下工程的煤巷有別于通常的工程，巖體有著一定的承載性能，因此巖體跟支護(hù)手段互相滲透。換言之，以支護(hù)的方式提高煤礦開(kāi)采空間可靠性的提升，體現(xiàn)巖體的承載性能。能夠劃分煤巷圍巖控制原理為被動(dòng)支護(hù)以及主動(dòng)支護(hù)。主動(dòng)支護(hù)即借助支架將事前準(zhǔn)備好的預(yù)應(yīng)力施加給圍巖，像是錨索和錨桿預(yù)緊力等，其重點(diǎn)是加固處理圍巖。被動(dòng)支護(hù)就是對(duì)圍巖不實(shí)施任何的預(yù)應(yīng)力，支架重點(diǎn)支護(hù)圍巖散體荷載，像是巷道鋼拱支架，其并非加固圍巖。

1.2 煤巷圍巖的錨固理論

錨固理論重點(diǎn)是對(duì)錨固構(gòu)造和圍巖的力學(xué)影響原理進(jìn)行分析，應(yīng)用錨固原理能夠從技術(shù)上支撐煤巷圍巖控制。有關(guān)錨固理論存在非常多的說(shuō)法，然而，其都立足于假設(shè)理論。為此，錨固理論要遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于實(shí)踐。當(dāng)今的錨固理論是組合拱壓縮拱理論、最大水平應(yīng)力理論、懸吊理論、圍巖松動(dòng)圈理論、組合梁理論等，這一系列的理論各具特點(diǎn)，錨桿支護(hù)的早期理論是懸吊理論，其在頂板下是松散巖層以及頂板上是穩(wěn)定巖層的狀況下適宜應(yīng)用，然而未曾兼顧破碎巖層強(qiáng)度的提升和錨桿的抗剪能力。加固拱理論在軟巖巷道適用，其兼顧了整體的錨桿支護(hù)性。組合梁理論在層狀巖層適用，其重點(diǎn)錨桿對(duì)對(duì)巖層滑動(dòng)和離層的制約性形成影響。

2 錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用過(guò)程

2.1 錨網(wǎng)支護(hù)的工藝技術(shù)

2.1.1 支護(hù)巷道的施工次序

支護(hù)巷道的次序?yàn)?；首先在挖掘巷道之后，?yīng)當(dāng)實(shí)時(shí)地開(kāi)展臨時(shí)支護(hù)，臨時(shí)支護(hù)的前探梁需要應(yīng)用兩根鋼管，確保鋼管的長(zhǎng)度是3.5米和厚度是3.0英寸，再借助鋼圈與螺帽在錨桿上懸吊，從而支護(hù)巖層頂板，以及借助剎桿背實(shí)頂板，從而進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。其次，對(duì)支護(hù)巷道的其它設(shè)備進(jìn)行及時(shí)安裝，像是跟圍巖配合的支護(hù)（錨索、金屬網(wǎng)、錨桿等），確保礦井采掘空間的穩(wěn)定。最后，應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土進(jìn)行及時(shí)地噴射，以及確保噴射混凝土的厚度符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 安裝臨時(shí)支架技術(shù)

首先，在檢查巷道通風(fēng)性之后，操作者站于永久支護(hù)的下面，借助2.5米以下的工具清理干凈幫和頂?shù)拿?，操作者快速往前探梁需要的距離移動(dòng)之后，在前探梁放置金屬片，以及絞盡。通常需要有5人上前探梁。其次，在操作的時(shí)候，倘若頂板的壓力太大，以及頂板發(fā)出響聲，需要迅速地暫停作業(yè)，以及快速地撤出施工者，在穩(wěn)定頂板支護(hù)，從外至里支護(hù)柱帽再進(jìn)行施工。倘若頂板出現(xiàn)較大的不平情況，前探梁難以在巷道開(kāi)口位置應(yīng)用，那么臨時(shí)支護(hù)務(wù)必借助較輕的單體液壓支柱。

2.2 安裝錨索、錨桿的過(guò)程

2.2.1 頂板錨桿支護(hù)的過(guò)程

首先，操作者在臨時(shí)支護(hù)的下面站好，根據(jù)鋼筋托鏈規(guī)定孔位，通常首先對(duì)中間頂錨桿鉆眼，再開(kāi)展其它的錨桿。安裝頂錨桿的次序是：鉆眼、清孔、將樹(shù)脂藥卷注入眼孔中、借助擰上螺母的錨桿頭頂住樹(shù)脂藥卷且向孔眼中放置、借助攪拌機(jī)跟鉆矸機(jī)錨桿尾部相連接，以及借助鉆眼機(jī)對(duì)錨固劑進(jìn)行攪拌，時(shí)間大概是20秒，再停止進(jìn)行攪拌，再等候1分鐘借助鉆機(jī)將螺母擰上。其次對(duì)頂板錨桿進(jìn)行安裝。安裝頂板錨桿的次序是先中間、再兩邊。通常頂板錨桿借助短釬桿進(jìn)行鉆孔，再對(duì)長(zhǎng)釬桿進(jìn)行更換，應(yīng)用的鉆頭需要是Φ28mm，借助鉆孔機(jī)鉆孔之前，要先提升錨桿機(jī)，以及在相應(yīng)的位置放置鉆頭，進(jìn)而確保鉆頭鉆孔之角度，確保鉆孔實(shí)現(xiàn)要求的深度，在完成鉆孔之后，應(yīng)當(dāng)清理孔眼的泥漿和煤灰。務(wù)必確保鉆孔間距跟安裝錨桿的距離需要相符合，能夠使鉆孔排距值小于或者是大于50mm,根據(jù)間距進(jìn)行錨桿施工要。

2.2.2 幫錨桿支護(hù)的過(guò)程

首先，在施工幫錨桿支護(hù)之前，對(duì)錨桿眼進(jìn)行布置，借助有色筆對(duì)巖石面鉆眼位置進(jìn)行確定，幫錨桿的安裝技術(shù)跟頂板錨桿的施工技術(shù)類似，其都是首先對(duì)鉆眼角度進(jìn)行確定，再借助短釬桿套長(zhǎng)釬桿手段實(shí)施幫錨桿支護(hù)鉆眼。在以上工藝結(jié)束之后，將樹(shù)脂藥卷注入鉆孔，通常選用的是Z2360中速藥卷，結(jié)合施工的要求，倘若巷道在3米以上，那么在一旁實(shí)施錨桿支護(hù)。只有確保3噸的預(yù)緊力和5噸的幫錨桿重量，才可以確保巷道空間的安全性。

2.2.3 錨索支護(hù)的過(guò)程

安裝錨索支護(hù)重點(diǎn)涵蓋下面的過(guò)程：（1）安裝錨索。首先緊跟工作面安裝錨索，不允許滯后。其次，將樹(shù)脂藥卷注入到錨索鉆孔位置，藥卷的注入次序是：首先將超快速藥卷注入，再將中速藥卷注入，以及在鉆孔當(dāng)中推進(jìn)藥卷。借助專門(mén)的錨索機(jī)和攪拌機(jī)連接錨索，在開(kāi)始攪拌的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)攪拌的速度進(jìn)行有效地控制，防止太快，在錨索孔進(jìn)入全部的錨索支護(hù)進(jìn)行加速，通常是大概30秒的攪拌時(shí)間，在完成攪拌之后等待大概1分鐘將設(shè)備拆除。最后，結(jié)束攪拌半個(gè)小時(shí)之后安裝其他的裝置，確保實(shí)現(xiàn)10噸的預(yù)緊力。（2）務(wù)必在暫停一系列裝置的時(shí)候拆除裝置，防止安全事故的出現(xiàn)，并且務(wù)必在鉆機(jī)底部插入攪拌機(jī)，注藥的時(shí)候人為地護(hù)住鋼絞線，防止傷人現(xiàn)象的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，因?yàn)榈V井的施工環(huán)境比較復(fù)雜，煤巷存在多樣性條件的底層，圍巖性質(zhì)存在多變性的特點(diǎn)，所以對(duì)煤巷圍巖控制技術(shù)進(jìn)行分析意義重大。而錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)這種支護(hù)煤巷的手段非常有效，其能夠強(qiáng)化煤巷圍巖，因此倡導(dǎo)廣泛地應(yīng)用這種技術(shù)。

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楊永（1989-），男，漢族，山東汶上人，本科，助理工程師，主管技術(shù)員，研究方面：綜掘支護(hù)技術(shù)。