大傾角全巖掘進支護技術(shù)分析

【摘要】大傾角全巖掘進支護是指在進行礦井開采時，為保證掘進順利進行，在大傾角下進行的支護作用。在現(xiàn)階段下，人們對資源的需求增大，于是開采的礦井也越來越有難度了；大多數(shù)礦井都進入了深部開采，深部開采會出現(xiàn)一些很有難度的問題，比如說地壓會增大、瓦斯的涌出量也會大大增加，所掘管道段面積要求還會增大，而在這樣高難度下礦井掘進的支護強度的要求就要更高，才能保證掘進的順利、快速進行，于是出現(xiàn)了在大傾角下支護等技術(shù)。本文就主要是對大傾角全巖掘進支護技術(shù)的分析，舉出了一些不同的掘進支護技術(shù)，然后根據(jù)掘進支護是在大傾角的情況下進行的，從而分析出適合在大傾角全巖掘進的支護技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】大傾角；全巖掘進；支護技術(shù)

目前，隨著人口的增長，人類對資源的需求也就越來越大了。從而希望開采來更多的資源，并且希望開采出的資源得到最大化利用，而開采的資源主要是來自礦井開采；顯然由于這么多年以來人們對礦井資源的開采，那些簡單、易開采的礦井已經(jīng)差不多被開采完了；所以為了人類生活繼續(xù)下去，就不得不進行一些高難度的礦井開采；于是大多數(shù)的礦井都進入了深部開采，深部開采會出現(xiàn)地壓增大、瓦斯涌出量增加等更多的問題；為了保證掘進繼續(xù)順利的進行，對全巖掘進支護技術(shù)要求會很高，所以在這里本文著重對大傾角全巖掘進支護技術(shù)進行分析。

一、對影響掘進進程的相關(guān)問題進行分析

1.1掘進技術(shù)現(xiàn)狀

由于需求需要，我們希望能夠進行快速掘進、開采出更多的資源，于是對能夠快速進所需技術(shù)進行了分析。得出了快速掘進技術(shù)依賴于系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)技術(shù)、支護技術(shù)、裝備技術(shù)、施工管理與組織等多方面因素決定的。雖然現(xiàn)在掘進的地質(zhì)條件復雜，對掘進進程的影響很大；但是還是存在很多可以人為避免的問題，比如：巖巷鉆眼、排矸過程所需的時間過長，很多的配套都有些不合理，掘進中支護跟不上，系統(tǒng)安排有些不合理，安全問題很難得到保障等問題。針對這些問題，我國也在進行研究、討論，爭取得到一些好的解決方案，能夠提供掘進速度。于是由原有的深孔爆破技術(shù)提升為全巖掘進機技術(shù)，希望從掘進機本身開始入手，需找更加高端的技術(shù)。

1.2掘進中存在的問題

近年來在很多人的共同努力下，我國在巖石掘進中取得了很好的成就，但是還是存在很大的差距，還是存在多方面的問題。首先在鑿巖機械方面出現(xiàn)了震動、噪音大，打眼速度受到限制，輸出功率底等一系列難解決的問題；其次是在裝載機械方面出現(xiàn)了裝巖的效率比較的低、不徹底，如經(jīng)常出現(xiàn)裝巖留有一些死角，還有工作的環(huán)境差、工人勞動強度很大等問題；在運輸方面的固定錯車調(diào)車法效率很低，通常工時利用率為20～30%，固定錯車場調(diào)車法的工時利用率也只有30～40%，工時利用率相對較高的是利用裝載機調(diào)車，所以建議多采用裝載機調(diào)車。在分析完這些影響掘進進程的相關(guān)問題中，還有一個很重要的問題那就是掘進支護技術(shù)，掘進支護不僅關(guān)系到掘進是否能順利的進行，還關(guān)系到工作人員的安全問題，所以它尤為重要；就目前來看，對那些地壓不大、較容易進行掘進的巷道，多采用錨噴支護，但是存在粉塵大、回彈率高等缺點。著于掘進支護的重要性，下面著重對掘進支護技術(shù)作一些分析。

二、掘進支護技術(shù)分析

2.1錨桿支護

錨桿支護是一種積極、主動防御的掘進支護方法，并且也是掘進支護技術(shù)的一次重大改革。 錨桿支護首先是在全巖掘進后進行鉆錨桿眼，再將錨桿安設(shè)在剛剛鉆的錨桿眼內(nèi)，并對巷道圍巖進行人工加固和維護。在圍巖的外部有棚子和砌碹支架對圍巖進一步支撐，但是這些不能像錨桿支護那樣積極、主動防御的掘進支護方法，只能是消極地承受圍巖所產(chǎn)生的壓力、防止破碎的巖石掉落。錨桿支護是通過安插在錨桿眼內(nèi)的錨桿，來改變圍巖原本存在的力學狀態(tài)，然后在全巖的周圍形成了一個整體并且比較穩(wěn)固、堅定的巖石帶，從而利用錨桿和圍巖的相互作用，最終來達到優(yōu)良的巷道維護。

錨桿大致分為金屬錨桿、鋼筋砂漿錨桿、樹脂錨桿、漲殼式錨桿、管縫式錨桿、速凝水泥錨桿。其中金屬錨桿又分為金屬楔縫式錨桿和金屬倒楔式錨桿兩種；鋼筋砂漿錨桿是我國在進行煤礦掘進中常用的一種錨桿，它具有結(jié)構(gòu)比較的簡單、在加工方面也比較方便、并且錨固力大等優(yōu)良特點；樹脂錨桿是以合成樹脂為粘結(jié)劑，將錨桿體與掘進巷道周圍的巖石牢固、緊緊地粘結(jié)成為一個穩(wěn)定、堅固的整體的一種新型錨桿；管縫式錨桿是由很高強度的鋼管或鋼板卷制而成的桿體、托板和環(huán)形法蘭三部分組成；速凝水泥錨桿是由水泥錨固劑和錨桿桿體共同組成的。

經(jīng)過這近幾年以來的實踐證明，可以得出錨桿支護具有很多的優(yōu)點?？梢怨?jié)約支架的成本、鋼材等材料用量較少、掘進的斷面??；并且維護的費用比較低、工作起來相對較安全；巷道變形小、可以降低通風的阻力、并減輕工人的工作強度，有利于人力資源等的合理利用。但是錨桿支護也同樣存在一些缺點：不能預防圍巖經(jīng)過時間歲月后的風化，不能完全阻止幾個錨桿本身之間存在的裂隙所導致的巖石剝落。所以，錨桿支護最好應該與其他支護措施相互配合，如噴漿、噴射式的混凝土或一些金屬網(wǎng)等，從而達到比較好的掘進支護。

2.2噴射混凝土支護

噴射混凝土支護是借助混凝土噴射機將水泥、砂子、石子和速凝劑按一定的比例配成的混拌合物通過壓縮空氣的方式來提供動力，并沿著所給的管路傳送到噴射機的噴嘴處，與水充分、完全混合后，再以比較高的速率噴射到掘進巷道巖面上凝固、硬化的一種新型的支護形式。

噴射混凝土支護可分為一般噴射混凝土與纖維增強噴射混凝土。噴射混泥土可以與巖石層構(gòu)成一個共同承載力量的整體，所以支護的厚度可以減薄為原來的一半，從而巷道掘進斷面可以減少很多；噴射混凝土支護還可以節(jié)約木材和鋼材，使混凝土的來往運送、澆灌、搗固等工序合成一條作業(yè)線，從而減少了很多的繁瑣、復雜的工序，可以使施工速度提高2～3倍，工時有所減少，功效有了一定的提高；噴射混凝土還可以用管道進行長距離的輸送，噴射混凝土能大大提高巷道掘進圍巖的自身穩(wěn)定性和承載能力。總之，噴射混凝土無論到是在技術(shù)上還是在經(jīng)濟上都比普通混凝土有更多的優(yōu)勢。

在噴射混凝土支護中有一鋼纖維噴射混凝土支護，鋼纖維噴射混凝土基于普通噴射混凝土，但是又有不同，是在普通噴射混凝土中加入適量的鋼纖維。從而形成了一種新型的復合材料，這種新型的復合材料具有了很大的改善，具有了不同于普通混凝土的一些強度高、在破壞后仍然有殘余的特點；使噴射混凝土更加耐用、具有很強的抗彎、抗疲勞功效。

三、結(jié)論

通過對掘進支護技術(shù)進行分析，我們知道了錨桿支護和噴射混凝土支護兩種常用的支護方式。但是由于大傾角全巖掘進難度更大、不同于一般的掘進，所以工作者需要根據(jù)地質(zhì)條件的復雜、多樣性等特點，大傾角全巖掘進支護設(shè)計需要采用數(shù)值計算、工程類比和經(jīng)驗法相結(jié)合，并對大傾角全巖掘進的下沉量進行動態(tài)監(jiān)測，然后再根據(jù)動態(tài)監(jiān)測所得數(shù)據(jù)進行尋找合理的支護方法。

大傾角全巖掘進支護技術(shù)中包括臨時支護和永久支護。大傾角全巖掘進的臨時支護一般是在大傾角全巖掘進的過程中，在每次爆破后必須采用前探梁支護好空頂，以免出現(xiàn)巖石的滑落等事故；并為做永久支護做好準備。大傾角全巖掘進的永久支護技術(shù)中分為頂板支護和兩幫支護，例如永煤集團公司陳四樓煤礦在掘進支護技術(shù)中，的頂板支護就是采用的高強螺紋錨桿、金屬網(wǎng)、M鋼帶以及錨索梁聯(lián)合支護而成的；兩幫支護技術(shù)采用的是高強螺紋錨桿、雙抗網(wǎng)、金屬網(wǎng)和梯子梁組合而成的。

本文所闡述的支護技術(shù)只是幾種較常見的支護技術(shù)，就目前來看，已經(jīng)有了很多的掘進支護技術(shù)，而且支護技術(shù)也越來越成熟了。但是基于這么多的掘進支護技術(shù)，工作者要根據(jù)不同的地質(zhì)、掘進的深度和傾斜度等實際情況來作出更加合理的支護方案，方可保證掘進順利、快速的進行。

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