(庫(kù)車市榆樹(shù)嶺煤礦有限責(zé)任公司,新疆阿克蘇市,842000) 楊發(fā)軍
所謂厚煤層,即是指井工開(kāi)采3.5m以及露天開(kāi)采10m以上的煤層統(tǒng)稱為厚煤層開(kāi)采。我國(guó)既是厚煤層儲(chǔ)量大國(guó)也是厚煤層開(kāi)采大國(guó),厚煤層是我國(guó)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效開(kāi)采的主要煤層,我國(guó)厚煤層年產(chǎn)量占原煤總產(chǎn)量將近一半。厚煤層大斷面煤巷施工具備自身的特點(diǎn),一般支護(hù)難度大,技術(shù)要求高,安全威脅大,因此做為煤礦工程技術(shù)人員要加強(qiáng)厚煤層大斷面支護(hù)技術(shù)的研究和總計(jì)工作,以此推動(dòng)厚煤層開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展。
厚煤層大斷面巷道施工難度比普通巷道施工難度大,危險(xiǎn)系數(shù)大,對(duì)支護(hù)技術(shù)要求高,尤其是對(duì)一般地質(zhì)條件下厚煤層大斷面巷道的初期支護(hù)技術(shù)和復(fù)雜地質(zhì)條件下厚煤層大斷面巷道超前支護(hù)技術(shù)要求更高。因此我們?cè)诤衩簩哟髷嗝娴臈l件下要有其關(guān)注巷道初期支護(hù)以及超前支護(hù)的質(zhì)量;其次,由于大斷面施工巷道底部轉(zhuǎn)角處容易造成應(yīng)力過(guò)度集中,要求地基承載力增高;第三,由于大斷面施工必須開(kāi)挖寬度和高度增大,造成松弛荷載較大,具備更高的成拱效應(yīng)條件,所以在施工過(guò)程中要求采取必要的支護(hù)措施。
隨著科技的飛速發(fā)展,煤礦巷道支護(hù)技術(shù)以及支護(hù)設(shè)備近年來(lái)發(fā)展迅速。所謂支護(hù)技術(shù)就是為了維護(hù)頂板安全而采取的方法,支護(hù)技術(shù)的先進(jìn)與否直接影響到煤礦的安全和效益,是確保煤礦安全生產(chǎn)的重要技術(shù)支撐,在煤礦井下采掘生產(chǎn)中占有極為重要的地位,就對(duì)支護(hù)的投入和研究是直接影響安全生產(chǎn)。近年來(lái)煤礦生產(chǎn)中因?yàn)橹ёo(hù)技術(shù)不到位引起的煤礦事故時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重威脅礦工的生命安全,因此預(yù)防頂板事故的的最基本的要求就是做好支護(hù)。具體到各個(gè)煤礦的條件不同,要采用科學(xué)合理的支護(hù)技術(shù),這是避免井下頂板事故的有效手段之一,是保障井下安全生產(chǎn)的有效方法。
煤礦是高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)之一,由于我國(guó)煤礦開(kāi)采大多為井下開(kāi)采,通常環(huán)境比較惡劣,安全生產(chǎn)威脅大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,煤礦開(kāi)采技術(shù)也在不斷進(jìn)步,巷道開(kāi)采深度不斷加深、范圍也在逐漸加大,但是部分煤礦設(shè)備仍舊落后,綜合機(jī)械化水平和發(fā)達(dá)國(guó)家比差距較大,支護(hù)技術(shù)仍舊不夠先進(jìn),每年因支護(hù)技術(shù)問(wèn)題引起的安全事故時(shí)有發(fā)生。
當(dāng)前厚煤層大斷面煤巷的支護(hù)應(yīng)用較為成熟的技術(shù)就是使用高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿結(jié)合小孔徑錨索。高強(qiáng)度錨桿桿體屈服強(qiáng)度342.7-387.5MPa,破斷強(qiáng)度為523.4-602.8MPa;錨桿尾部螺紋部分使用滾絲進(jìn)行加工處理,所以螺紋部分直徑比桿體要小,錨尾的強(qiáng)度同桿體強(qiáng)度互相比較,都非常類似。
錨桿具有非常高的強(qiáng)度,由于使用了樹(shù)脂藥卷,增加了錨的長(zhǎng)度,還擁有了一定的延伸量,符合了厚煤層大斷面巷道錨桿支護(hù),以及錨桿高功能的需求。在錨桿桿體和錨尾都滿足高強(qiáng)度時(shí),必須要特別的注重錨桿桿體,錨尾以及其他配置的應(yīng)用,這對(duì)于保障錨桿錨固力的長(zhǎng)期作用非常重要。通常來(lái)講厚煤層大斷面煤層巷道圍巖破裂區(qū),以及塑性區(qū)范圍都非常廣,導(dǎo)致圍巖的穩(wěn)固性無(wú)法得到有效的控制,這就要求我們?cè)趯?shí)際工作中要使用錨索來(lái)強(qiáng)化支護(hù)的作用。此外,錨索支護(hù)具備非常大的阻力,這樣可以提升對(duì)淺部圍巖的擠壓加固效果,同時(shí)由于錨索長(zhǎng)度大,能夠有效降低錨固區(qū)外圍巖的形狀變化,最終必然能夠構(gòu)成較大范圍的錨固結(jié)構(gòu)。
厚煤層大斷面煤巷施工在遇到破碎頂板時(shí),可以使用架棚支護(hù)的方式,架棚主要有U型棚,工字棚煤巷等,架棚支護(hù)施工涉及施工的階段不同,必須要做好每個(gè)階段的施工,這是確保安全施工的關(guān)鍵因素。首先是施工準(zhǔn)備階段,施工技術(shù)人員要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巷道斷面的實(shí)際情況以及相鄰或者相似巷道的過(guò)去施工的情況,制定對(duì)應(yīng)的適合現(xiàn)場(chǎng)的措施,另外要依據(jù)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,及時(shí)更改措施,確保安全施工;其次在施工過(guò)程中,要對(duì)巖性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,以便于選擇合適的架棚支護(hù)形式,確保掘進(jìn)工藝的完整性;第三,對(duì)容易出現(xiàn)的隱性危巖,必須要利用好空頂設(shè)置的最佳時(shí)間,采用錨索網(wǎng)支護(hù)等形式進(jìn)行固定,確保巷道的穩(wěn)定性;由于巷道的地質(zhì)條件差異較大,在施工過(guò)程中遇到地質(zhì)條件薄弱的環(huán)境需要接觸震動(dòng)炮施工時(shí),要充分利用震動(dòng)炮以此確保巷道頂板的穩(wěn)定性,但是要注意在放炮過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行放炮程序,放炮會(huì)對(duì)頂板造成一定的影響,要是現(xiàn)場(chǎng)施工人員實(shí)時(shí)觀察巷道巖石穩(wěn)定性,對(duì)破碎段進(jìn)行注漿進(jìn)行處理。
厚煤層大斷面煤巷施工過(guò)程中必須要合理使用前探梁技術(shù),并科學(xué)利用液壓支柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。由于很多煤礦對(duì)前探梁的作用不夠重視,再加上傳統(tǒng)的前探梁缺乏穩(wěn)定性,前探梁不能夠進(jìn)行固定,容易導(dǎo)致事故的發(fā)生,所以必須采取措施,比如在前探梁支架處增加三根吊掛,以便隨時(shí)校正,這樣就能夠增加前探梁的穩(wěn)定性,確保安全。
具體措施中,要規(guī)定好前探梁的具體位置,施工中要調(diào)整好間距,規(guī)定合理的前探梁距離,另外要確保施工段巷道內(nèi)沒(méi)有障礙物,確保前探梁可以順利移動(dòng)。煤礦掘進(jìn)支護(hù)中頂梁的布置方式直接影響掘進(jìn)支護(hù)的質(zhì)量,選擇單體液壓支柱施工,可以達(dá)到頂梁特定的要求,在支護(hù)過(guò)程中,設(shè)計(jì)在1.5m的間隔距離,保障頂梁的垂直性;當(dāng)進(jìn)行放炮作業(yè)時(shí),將支柱掛在頂梁上,通過(guò)水平銷加固,將鋼筋網(wǎng)鋪好再以水泥加固,用單體液壓支撐頂梁,確保頂梁的堅(jiān)固性。
單體液壓支柱的具體要求主要有:首先要確保液壓支柱要垂直于頂?shù)装宀⒈荛_(kāi)頂板不平的位置,如果現(xiàn)場(chǎng)條件不允許必須打在頂板不平處,施工人員要順勢(shì)將鋼帶頂彎并使其貼頂板;其次,單體液壓支柱必須要確保完好,不漏液、不卸壓,出液口要對(duì)著煤壁,嚴(yán)禁對(duì)著人員作業(yè)場(chǎng)所;第三,每排單體配備數(shù)量不少于4根,3用1備;最后單體液壓支柱要穿鐵鞋,使用前先把底板找平,且單體必須采取防止歪倒傷人的措施,采用雙股14#鐵絲或者棕繩生根在固定的地方。
厚煤層大斷面煤巷支護(hù)必須要依據(jù)所在礦井的地質(zhì)條件,采取科學(xué)合理的支護(hù)技術(shù),既要保證安全施工,又要做好節(jié)省成本,一味地提高支護(hù)強(qiáng)度不考慮成本因素也是不合理的,一味強(qiáng)調(diào)成本更是不可取的。厚煤層大斷面煤巷支護(hù)中首先考慮的是確保圍巖的穩(wěn)定性,讓圍巖能夠適應(yīng)一定的適應(yīng)變形的能力,在此基礎(chǔ)上,還可以維持承載能力高預(yù)緊力迅速支護(hù)技術(shù),能夠適應(yīng)厚煤層大斷面煤巷支護(hù)的條件要求。