張承超

摘 要：2017年3月4日“兩會(huì)”時(shí)對(duì)煤礦安全檢查，煤礦主場(chǎng)地開工率不高，煤炭資源持續(xù)低下，需求量大的情況下，煤礦銷售良好，庫(kù)存低，一部分區(qū)域煤價(jià)格再次上漲。由于之前采煤成本倒掛影響，部分貿(mào)易商港口發(fā)運(yùn)熱情下降，然而近幾日港口價(jià)格漲幅高于產(chǎn)地價(jià)格漲幅，貿(mào)易商利潤(rùn)空間增大，煤炭發(fā)運(yùn)量相應(yīng)增多很多。當(dāng)前來說終端補(bǔ)庫(kù)需求還比較旺盛，長(zhǎng)時(shí)間量供不應(yīng)求的情況下，加大市場(chǎng)煤采購(gòu)，支撐短期煤價(jià)格的上漲，煤礦厚煤層進(jìn)行開采至關(guān)重要，采煤工作面上下順槽支護(hù)應(yīng)用就更加重要。

關(guān)鍵詞：采煤 工作面 上下順槽支護(hù)

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（a）-0072-02

煤礦資源屬于不可再生資源，資源的開采要求比較嚴(yán)格，難度也十分大，加上開采深度的增加難度也不斷增加，導(dǎo)致礦井深度大時(shí)變形很嚴(yán)重，一部分礦井巷道的維護(hù)十分艱難，常常出現(xiàn)巷道的變形，給開采過程帶來更大的難度。巷道不堅(jiān)固，導(dǎo)致巷道要常常維護(hù)翻新加大了開采成本，安全系數(shù)下降，不但減少了經(jīng)濟(jì)效益還有許多的安全隱患。為解決這一系列的問題，該文淺談采煤工作面上下順槽支護(hù)研究與應(yīng)用。

1 煤礦開采巷道的特征

1.1 煤礦巷道上、下全部處于煤體中

煤全處于煤體中，煤層與頂部的巖石相比結(jié)構(gòu)碎裂并且疏松，強(qiáng)度也低一些，巖石層和煤礦層交界的地方容易出現(xiàn)相互離層的情況，巷道周圍的巖石層破壞直徑大。

1.2 頂板巷道活動(dòng)不規(guī)則

頂板巷道活動(dòng)不規(guī)則，下巷道主要受到底鼓與片幫的影響，主巷道受到頂板的擠壓作用力，頂板的變形和巷幫的破壞力，開采煤礦作業(yè)中兩種影響會(huì)相互疊加，越發(fā)增大了礦壓的激烈度，頂板巷道活動(dòng)不規(guī)則，一般都是由煤礦巷道的變形和巷道的位移引起的。

1.3 煤礦煤層厚度大，煤礦結(jié)構(gòu)不均

煤礦煤層厚度大，煤礦結(jié)構(gòu)不均，煤層的厚度突然發(fā)生改變，傾角突然發(fā)生改變?cè)斐闪嗣后w起始的平衡，開采過程中的構(gòu)造應(yīng)力會(huì)與開采應(yīng)力集中在一起，形成了疊加，不僅造成了應(yīng)力的集中和煤體變形的不均勻發(fā)展，還導(dǎo)致了應(yīng)力新的分布，造成多余的載荷，加快了煤體壓力帶的出現(xiàn)和發(fā)展。

2 采煤順槽支護(hù)的方案

2.1 順槽支護(hù)原理

巷道開挖時(shí)巷道周圍一定直徑內(nèi)的巖石原有的巖應(yīng)力再次分散排布，巖體失衡，巷道頂板改變?cè)瓉硇螒B(tài)、截面收斂。開挖過程中巷道周圍或者支護(hù)結(jié)構(gòu)上所產(chǎn)生的力統(tǒng)稱為廣義的圍巖壓力，如果擾動(dòng)應(yīng)力不大于圍巖的彈性形變最大值的情況，圍巖自身能承擔(dān)下應(yīng)力荷載，但是擾動(dòng)應(yīng)力超過圍巖的彈性形變的最大值時(shí)，圍巖不能夠承擔(dān)應(yīng)力荷載，這種情況下就必須采取支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖共同承擔(dān)應(yīng)力，才能夠承受住外來荷載。

2.2 順槽支護(hù)方案設(shè)計(jì)

2.2.1 單獨(dú)使用錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)適用于巷道圍巖巖體相對(duì)完整，以及加固巷道巖體比較穩(wěn)定的情況，一般圍巖的巷道巖體都不夠穩(wěn)定完整，所以，達(dá)不到支護(hù)要求的效果，容易發(fā)生安全事故。

2.2.2 單獨(dú)錨桿支護(hù)的弊病

（1）錨桿支護(hù)中預(yù)測(cè)應(yīng)力偏低。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間對(duì)礦壓的觀察與分析，礦井軟巖煤巷挖掘圍巖變形到一定范圍以后，一般的普通錨桿和金屬支架就會(huì)遭到一定程度的損壞甚至直接破壞，唯一的辦法就是再安裝錨桿和金屬支架是提高金屬支架以及錨桿的預(yù)應(yīng)力，做好前期的安裝工作不僅為工程的進(jìn)度打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，還有效地減緩甚至消除初期巖層軟弱面的離層現(xiàn)象，巖體破壞得到一定程度的減緩，工程事故的發(fā)生率也大大降低。初期圍巖變形得到一定的控制，從而增進(jìn)工作進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)快速增阻，想要在巷道掘進(jìn)期間將圍巖的變形量減小，只有在高阻的情況下，在安裝錨桿和金屬支架是施加高預(yù)應(yīng)力，在安裝過程中如果沒有施加高預(yù)應(yīng)力或者預(yù)應(yīng)力不夠，隨著巷道的掘進(jìn)，錨桿和金屬支架承受的荷載量越來越大，就會(huì)出現(xiàn)以上的情況。如果在安裝時(shí)給予錨桿和金屬支架較高的預(yù)應(yīng)力，隨著巷道掘進(jìn)錨桿和金屬支架就能夠有效地抑制圍巖的變形。錨桿支護(hù)在我國(guó)的礦道或開采過程中是必不可少的工具，但在施工過程中安裝是工作人員都忽略了對(duì)錨桿和金屬支架施加較高的預(yù)應(yīng)力這一重要步驟，導(dǎo)致在工程進(jìn)行中問題百出，大大延誤了工程進(jìn)度，也有因?yàn)檫@一因素導(dǎo)致技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)的估算出現(xiàn)了偏差，出現(xiàn)了工程事故，因此，只有對(duì)錨桿施加較高支護(hù)預(yù)應(yīng)力的技術(shù)需要改進(jìn)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道的長(zhǎng)期維護(hù)。

（2）監(jiān)測(cè)儀器不合格。在工程過程中，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)儀器的準(zhǔn)確度或監(jiān)測(cè)技術(shù)的缺陷，導(dǎo)致不能完全反映出錨桿支護(hù)的效果，以至于不能反映出圍巖的變形量。

（3）錨桿和支護(hù)材料不符要求。錨桿和金屬材料的質(zhì)量才是支護(hù)的基礎(chǔ)，材料質(zhì)量不能達(dá)到工程需要的要求直接影響錨桿的支護(hù)質(zhì)量，例如：加工的螺紋質(zhì)量、鋼材質(zhì)量等直接影響整個(gè)支護(hù)工程的質(zhì)量。

（4）錨桿支護(hù)策劃方案不合理。在我國(guó)已經(jīng)制定了錨桿支護(hù)規(guī)范，但是許多工程卻在地質(zhì)疏松的特殊條件下為了解決成本導(dǎo)致支護(hù)強(qiáng)度不足出現(xiàn)安全事故，多數(shù)工程都采用工程類比法，參數(shù)確定不合理、支護(hù)形式不合格，導(dǎo)致不僅浪費(fèi)了工程材料，還投出了更大的成本。

（5）工作人員缺少專業(yè)技術(shù)水平。由于施工人員缺少專業(yè)的技術(shù)，沒有足夠的責(zé)任心，在施工中通常出現(xiàn)巷道巖面坎坷不齊，錨索托板、錨桿不緊貼巖面導(dǎo)致錨桿、錨索沒有預(yù)應(yīng)力，許多施工人員忽視了安裝錨索和錨桿的重要性，對(duì)錨桿的支護(hù)不夠了解，對(duì)錨桿安裝的整個(gè)操作流程管理不到位。因此，需要專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)施工人員進(jìn)行一定的指導(dǎo)和管理。

2.2.3 錨桿和錨索共同支護(hù)

（1）錨桿和錨索。作為煤巷巷道最通用的支護(hù)形式，錨桿和錨索聯(lián)合支護(hù)的基本原理就是提升圍巖自身承受荷載的能力，通過錨桿和錨索的聯(lián)合支護(hù)對(duì)圍巖起到一定的支護(hù)作用，配合金屬網(wǎng)、工字鋼梁等使用，再選擇合適的錨桿參數(shù)和支護(hù)形式不僅能提高支護(hù)質(zhì)量，還可以降低工程成本。

3 順槽支護(hù)的情況

順槽的支護(hù)方式一種為鋼性支架，這樣的形式的支架雖然可承受的力量較大，但是可收縮性比較小，在巷道掘進(jìn)的過程中圍巖的荷載逐漸增大，如果超過鋼性支架的可承受能力，鋼性支架就會(huì)遭到一定程度的損壞變形，使圍巖失去控制，增大巷道維護(hù)人員的工作量，從而影響工程進(jìn)度。另一種是可縮性支架，可縮性支架的工作阻力可以隨著荷載的增大而增大，收縮性較大，在合理的設(shè)計(jì)支護(hù)后，可以完美地控制圍巖的變形。

4 結(jié)語

采煤工作面上下順槽支護(hù)應(yīng)該根據(jù)具體的巷道土質(zhì)和實(shí)際條件，經(jīng)過技術(shù)人員科學(xué)性的計(jì)算分析，選擇合適的支護(hù)方式，同時(shí)錨桿和錨索的合理運(yùn)用，配合金屬網(wǎng)、鋼帶等支護(hù)工具能夠保證圍巖的變形和破碎松散。錨索和錨桿的共同配合可確保頂板和圍巖斷面的安全，綜合解決采煤工作上下順槽的支護(hù)問題，同時(shí)降低了工程的開采成本，保證了工程的進(jìn)度，減少了采煤過程中的安全隱患。

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