錨網(wǎng)支護在巷道掘進(jìn)中應(yīng)用

?，F(xiàn)欽

(平煤股份香山礦，河南 平頂山 467000)

在長年的實際工作和理論研究當(dāng)中可以得出，在各種各樣的錨噴支護系統(tǒng)當(dāng)中，錨桿都是起到主體作用的。錨桿在整個支護體系當(dāng)中起到了絕對重要的作用，而其它支護設(shè)備，例如噴射金屬網(wǎng)、混凝土、金屬支架、鋼帶等都是錨桿的配套設(shè)施，可以根據(jù)實際的工作情況進(jìn)行合理地選用，所以，但凡是以錨桿為中心，以網(wǎng)狀設(shè)施作為配套設(shè)備，控制巖石的變形和結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定巖石不塌陷的，都稱為錨網(wǎng)支護。

一 錨網(wǎng)支護的概述

錨網(wǎng)支護是一種支護方式，是將鐵絲網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)或塑料網(wǎng)等用托盤固定在錨桿上所組成的復(fù)合支護形式。它主要由以下幾種形式:錨桿加金屬或塑料網(wǎng)的支護、錨桿加金屬或塑料網(wǎng)加噴射混凝土的支護、錨桿加金屬或塑料網(wǎng)加鋼帶的支護、金屬或塑料網(wǎng)加板梁和錨桿的支護。錨網(wǎng)支護的基本結(jié)構(gòu)分為兩部分，一個是頂板部分，一個是巷幫部分。頂板部分是由錨桿、鋼筋網(wǎng)背板、錨索、槽鋼梁組成，巷幫部分是由錨桿、鋼筋網(wǎng)背板、槽鋼梁組成。頂板每根槽鋼梁安裝三根錨桿，一根錨索，錨索布置在槽鋼梁中部，且沿巷道縱向，槽鋼梁中部的錨桿和錨索呈交錯布置。巷幫每根槽鋼梁上安裝兩根錨桿，其中，在每根槽鋼梁下面布置一根底角錨桿，防止巷道底鼓。

錨網(wǎng)、錨索等都是巷道支護的有效設(shè)備，在有些情況下它們可以單獨使用，有些情況下則需要互相搭配使用，這些應(yīng)用方法都有許多成功的應(yīng)用案例。對于每一樣支護設(shè)備，在巷道支護系統(tǒng)當(dāng)中都有自己的作用。首先，錨桿在開采巷道掘進(jìn)支護當(dāng)中起到了最主要的作用，它能承擔(dān)絕大部分的地壓，防止巷道周圍的圍巖松動和坍塌，并且具有可伸縮性，可以隨著巷道的圍巖走勢的變化同時進(jìn)行伸縮變形，但自身仍然可以保證一直存在一定的支護能力。其次是噴射混凝土，它的特點是可以和圍巖進(jìn)行緊密粘連，當(dāng)巷道掘進(jìn)當(dāng)中碰到巖面暴露的圍巖時能夠即可對巖面進(jìn)行噴射施工，將暴露的巖面封閉起來，從而盡量消除地下水和潮濕的空氣以及巷道通風(fēng)引起的風(fēng)化對圍巖的不利影響，減緩圍巖強度的降低趨勢，以間接提高了巷道圍巖的強度。噴射混凝土還可以將圍巖表面的凹陷處進(jìn)行填平，使圍巖表面形成光滑的曲面，一方面能夠加強圍巖的強度，另一方面能夠消除因為巖面凹陷產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而防止圍巖因為受力不均造成的破壞。最后是網(wǎng)，網(wǎng)主要有鐵絲網(wǎng)、塑料網(wǎng)以及鋼筋網(wǎng)三種，它的作用是防止由于巷道內(nèi)表面和錨桿間的松軟巖石的滑落，對礦內(nèi)作業(yè)的施工人員和開采人員造成的意外傷害。網(wǎng)一般鋪設(shè)在噴射混凝土當(dāng)中，這樣可以改善噴射混凝土的性能，使混凝土由質(zhì)地較脆變?yōu)橘|(zhì)地較柔，提高噴射混凝土的韌性，防止由于地壓過大或者地質(zhì)運動導(dǎo)致的混凝土層過早開裂失效。

二 巷道掘進(jìn)壓力過大原因分析

在巷道掘進(jìn)進(jìn)程當(dāng)中，容易出現(xiàn)頂板冒頂事故的位置一般都在掘進(jìn)的工作面處。由于打眼和放炮的工作對頂板的振動比較大，容易造成對頂板的破壞，而且在放炮后支護系統(tǒng)還沒能來得及做好支護動作，放炮也容易打倒支護棚子，種種原因都容易造成頂板冒頂事故。如果在巷道掘進(jìn)的時候沒有應(yīng)用前梁支架以及敲幫問頂工作，一旦發(fā)生冒頂就極易發(fā)生人員傷亡事故。在巷道掘進(jìn)當(dāng)中發(fā)生冒頂事故的原因有很多，成因也比較復(fù)雜，但是可以歸納成下面幾種常見類型:

1.地質(zhì)因素

巷道掘進(jìn)當(dāng)中在碰到頂板松軟和破碎的情況下比較難以控制，容易發(fā)生局部的冒頂事故，在有一些礦區(qū)當(dāng)中還會存在沖擊地壓的影響。此外，掘進(jìn)工作面如果碰到斷層、地形褶皺、風(fēng)化、陷落等情況下造成的頂板碎裂，一般都比較難以控制，也容易發(fā)生冒頂事故。

2.頂板壓力變化

在煤礦礦開采工作的進(jìn)行過程當(dāng)中，存在冒頂?shù)某醮蝸韷阂约爸芷谛缘膩韷?，在靠近采空區(qū)的一側(cè)還會有固定的支撐壓力。如果支護措施沒有能夠完全抵抗住這些壓力，就會發(fā)生相應(yīng)的冒頂事故。另外，如果在巷道掘進(jìn)的設(shè)計當(dāng)中，將巷道的前進(jìn)方向涉及到壓力的集中區(qū)，也非常容易發(fā)生頂板冒頂事故。

3.不同采掘工序帶來的影響

在巷道掘進(jìn)以及煤礦開采工作的過程中，放炮、移動輸送機、采煤機割煤等都可能引發(fā)頂板冒頂事故。如果工作面處于過偽頂、過舊巷、過斷層等特殊地質(zhì)條件時，支護措施采取不妥當(dāng)，那么也會發(fā)生頂板冒頂事故。在巷道掘進(jìn)當(dāng)中，如果工作面不應(yīng)用前梁支護，空頂掘進(jìn)的距離過大，更容易發(fā)生頂板冒頂事故。在放炮前，如果沒有對巷道掘進(jìn)的工作面支架進(jìn)行十連鎖，那么放炮容易將棚子打倒，同樣也會引發(fā)頂板冒頂事故。

4.人為因素

在所有的頂板冒頂事故當(dāng)中，由于操作人員的違規(guī)操作而造成的事故占絕大多數(shù)。這些操作人員大多存在對工作不負(fù)責(zé)任、不按照既定規(guī)則控制頂板、盲目私自掘進(jìn)、心存僥幸、安全意識匱乏、安全知識缺乏、操作麻痹大意等情況。上述的各種問題一般都發(fā)生在節(jié)假日以及礦井停產(chǎn)檢修臨近和過后的時間段。所以，掘進(jìn)工作在這一段時間內(nèi)要更加注意。

三 錨網(wǎng)支護在巷道掘進(jìn)當(dāng)中的施工原則

通過前文分析，我們已經(jīng)得知了在煤礦巷道掘進(jìn)的過程當(dāng)中容易出現(xiàn)冒頂?shù)膸讉€情況以及錨網(wǎng)支護的概況，那么可以根據(jù)實際情況來進(jìn)行具體施工方案的設(shè)計。施工方案的設(shè)計遵循以下幾個原則:

首先，對于沿著頂板掘進(jìn)的巷道，無論采取機械掘進(jìn)還是放炮掘進(jìn)，在掘進(jìn)過程當(dāng)中，在進(jìn)行支護之前要盡量減少或者不破壞巖石，這是巷道掘進(jìn)最基本的原則。這個原則可以通過更改炮眼的布置方案和減少放炮的裝藥量來落實。根據(jù)礦井當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)來確定要預(yù)留斷面上半部媒體的光爆層厚度以及松動爆破的循環(huán)進(jìn)度。

其次，對于頂板掘進(jìn)支護能否成功的關(guān)鍵因素就是支護是否及時。在巷道掘進(jìn)之后，頂板的巖石由于自身重力以及外部壓力的作用會有緩慢的下沉，對頂板進(jìn)行及時的支護能夠有效得減小頂板巖石的下沉程度，使得頂板在重力、壓力、支護之間重新找到新的平衡狀態(tài)，這樣巷道才能穩(wěn)定下來。如果沒有在巷道掘進(jìn)之后對頂板進(jìn)行及時的支護，那么頂板的下沉程度就會過大，就算在下沉之后再進(jìn)行支護，那么頂板巖石也很難再度找到新的平衡狀態(tài)，還會繼續(xù)下沉，嚴(yán)重的可以造成頂板巖石的斷裂甚至冒頂。

第三，對于塊狀的以及破碎的頂板巖石，必須對其進(jìn)行預(yù)先控制，采取減小頂板巖石松動的措施，例如前面講過的噴射混凝土，或者打超前錨桿改變炮眼位置、減小裝藥量，盡量延長頂板巖石的穩(wěn)定時間，以便進(jìn)行后續(xù)的支護工作。

最后，對于礦洞巷道掘進(jìn)工作面頂板巖石的具體情況，一定要做到準(zhǔn)確推斷其類別、地質(zhì)特征、施工位置，安全保護措施和施工措施一定要恰當(dāng)?shù)剡x擇，將錨網(wǎng)支護的高效性、可控性、主動性發(fā)揮到極致。在對頂板進(jìn)行支護時，盡可能地維持頂板巖石舊有的物理特性一直是頂板支護技術(shù)的目的和首要原則。

四 結(jié)束語

通過長期的生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究證明錨網(wǎng)支護在上行開采巷道掘進(jìn)當(dāng)中的應(yīng)用是可行的，特別是在巖石結(jié)構(gòu)較松軟的礦井內(nèi)，相對其它方法安全系數(shù)要高得多。錨網(wǎng)支護成本低、效率高、能夠保證正常的生產(chǎn)生產(chǎn)運行，另外，錨網(wǎng)支護對圍巖的破壞程度較低，相對提高了圍巖的承載能力。在日后對于煤礦的巷道掘進(jìn)當(dāng)中，可以得到廣泛應(yīng)用。

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