高強(qiáng)支護(hù)在采煤掘進(jìn)過(guò)程中的技術(shù)分析

黃林

摘要：我國(guó)在煤炭方面的開(kāi)采所運(yùn)用到的技術(shù)隨著科學(xué)的進(jìn)步已經(jīng)越來(lái)越先進(jìn)，加上我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量豐富，其作為我國(guó)主要開(kāi)采的資源之一對(duì)保證人們的生產(chǎn)生活有著特別的意義。隨著近幾年在采煤掘進(jìn)過(guò)程中其面臨的環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，其中的危險(xiǎn)性也越來(lái)越高，因此將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用其中舊能夠有效增強(qiáng)采煤掘進(jìn)過(guò)程中的安全性。本文主要圍繞高強(qiáng)支護(hù)，通過(guò)闡述其基本工作原理進(jìn)而對(duì)其在采煤掘進(jìn)過(guò)程中的技術(shù)進(jìn)行分析，旨在為實(shí)際的采煤掘進(jìn)工作提供一定的理論參考。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)支護(hù)；采煤掘進(jìn)過(guò)程；技術(shù)分析

引言

在人們的日常生活當(dāng)中，煤炭作為一項(xiàng)不可或缺的資源，其應(yīng)用范圍十分廣泛。我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，隨著開(kāi)挖的深度逐漸加重，慢慢的由地表或淺層逐漸向深層開(kāi)挖，隨著深度的不斷增加，其建設(shè)的煤礦巷道的安全性就越低，因此為了避免安全事故的發(fā)生，避免工作人員受到傷害，對(duì)煤礦巷道進(jìn)行高強(qiáng)支護(hù)就顯得十分必要，其中從實(shí)際的應(yīng)用情況來(lái)看，其效果較為顯著。

1.高強(qiáng)支護(hù)的基本工作原理

通常情況下，高強(qiáng)支護(hù)都建立在煤礦巷道的頂部，之所以選擇設(shè)置在頂部位置主要是考慮到當(dāng)預(yù)應(yīng)力達(dá)到最高限度時(shí)，其能夠自動(dòng)展開(kāi)預(yù)應(yīng)力的承載結(jié)構(gòu)，通過(guò)增強(qiáng)巷道壁的抗壓能力和抗變形能力從而達(dá)到加固煤礦巷道的目的。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，不斷的接受應(yīng)力到傳遞應(yīng)力，再利用應(yīng)力抵消部分的垂直應(yīng)力，有效降低巖壁出現(xiàn)變形的概率，在此基礎(chǔ)之上降低了圍巖強(qiáng)度，最終達(dá)到全面增強(qiáng)煤礦巷道穩(wěn)固性的目的。

在將高強(qiáng)支護(hù)應(yīng)用到采煤掘進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中時(shí)，需要充分考慮從到煤礦巷道的實(shí)際情況，只有在了解了煤礦巷道的實(shí)際情況之后才能夠進(jìn)行高強(qiáng)支護(hù)工作。并且需要在煤礦巷道開(kāi)挖之前就將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)考慮其中[1]。

2.高強(qiáng)支護(hù)在采煤掘進(jìn)過(guò)程中的具體技術(shù)分析

2.1應(yīng)力釋放型工程軟巖巷道高強(qiáng)支護(hù)

此中巷道在初期變形更大，速度較快，中期之后變形持續(xù)但是速度逐漸降低。其變形主要表現(xiàn)為巷道整體連續(xù)性擴(kuò)容內(nèi)移。其中的錨注支護(hù)是采用無(wú)縫鋼管冷拔或者焊接而成，既可以起來(lái)錨固作用，又可以當(dāng)做注漿管進(jìn)行注漿。其主要作用將切割形成的巖塊連接在一起，防止其沿弱面滑動(dòng)，把松動(dòng)的危塊懸掛在穩(wěn)定的物體上，防止其冒落。另外可以改善巖層受力狀態(tài)，減小應(yīng)力的集中，使得整個(gè)受力變得更加均勻，有利于承載結(jié)構(gòu)。

其中錨桿的作用是防止在早期破碎巖塊掉落同時(shí)抑制淺部圍巖的擴(kuò)容，減小巖層壓曲和彎曲失穩(wěn)的可能性。錨桿及早安裝，支護(hù)的效果越好[2]。在進(jìn)行支護(hù)的過(guò)程中，需要按照一定的支護(hù)原則進(jìn)行支護(hù)，應(yīng)該采用主動(dòng)及時(shí)的支護(hù)方式，提高圍巖的強(qiáng)度，降低擴(kuò)容變形對(duì)強(qiáng)度的衰減。當(dāng)錨桿不恩能夠夠深入到關(guān)鍵承載層時(shí)，其支護(hù)作用主要是在破壞區(qū)內(nèi)部形成一個(gè)次生承載層，其能夠有效阻止上部破壞巖層的離層和擴(kuò)容，同時(shí)還能夠?qū)鷰r深部的應(yīng)力分布均勻。其中錨索的作用簡(jiǎn)單而言就是使得圍巖發(fā)揮出更大的承載作用。將錨桿和錨索組合在一起，就形成了組合構(gòu)件，兩者結(jié)合在一起能夠有效保證采煤掘進(jìn)過(guò)程中的整體支護(hù)效果。

2.2深部復(fù)雜高應(yīng)力巷道高強(qiáng)支護(hù)

針對(duì)深部復(fù)雜高應(yīng)力巷道，其力學(xué)環(huán)境十分復(fù)雜，不僅具有垂直應(yīng)力、水平應(yīng)力，同時(shí)還包含了復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及誘發(fā)的復(fù)雜應(yīng)力，其構(gòu)造應(yīng)力將更加明顯。因此，在知乎對(duì)策方面，針對(duì)這種巷道情況其支護(hù)的主要作用是改善松動(dòng)圈應(yīng)力狀態(tài)，將荷載變成承載結(jié)構(gòu)，阻止巷道深部卸荷圈的內(nèi)移。具體的支護(hù)方案為，針對(duì)高應(yīng)力完整圍巖，選擇高強(qiáng)度、高延伸性的支護(hù)材料。將圍巖保持在一個(gè)高強(qiáng)度在控支護(hù)狀態(tài)下，降低巷道的應(yīng)力釋放速度。而針對(duì)比較完整的層狀圍巖，其支護(hù)的主要工作放在限制其變形、避免離層、頂板下層以及由于層間錯(cuò)動(dòng)而導(dǎo)致的圍巖整體結(jié)構(gòu)彎、張斷裂破壞。主要采用高強(qiáng)度的錨桿、錨索聯(lián)合以來(lái)進(jìn)行支護(hù)。對(duì)高應(yīng)力軟弱圍巖，將封閉可縮U型鋼架加上錨噴進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。對(duì)于高應(yīng)力破碎圍巖，可以采用初噴加上高剛度架、錨索和錨注進(jìn)行支護(hù)。

2.3離層斷裂型工程軟巖巷道高強(qiáng)支護(hù)

在采煤掘進(jìn)的過(guò)程中，巷道在初期變形不明顯，說(shuō)明其具有突然性。變形的主要位置在巷道的中部，其具體的表現(xiàn)星仔為下沉以及巷道中部受到拉應(yīng)力作用而開(kāi)裂[3]。支護(hù)的原則是選擇的支護(hù)材料必須具備足夠的強(qiáng)度和剛度。錨桿合格錨索的安裝扭矩和張拉力分別要達(dá)到屈服強(qiáng)度的60%以上。要保證支護(hù)體與圍巖的強(qiáng)度、剛度等相協(xié)調(diào)，最終形成一個(gè)耦合的狀態(tài)。選擇的錨桿必須是高強(qiáng)另外采用端部進(jìn)行錨固，使得錨固范圍內(nèi)的任何部位巖層的離層都可以均勻的分散到整個(gè)桿體上，避免桿體由于集中受力而出現(xiàn)損害。需要注意的是一定要實(shí)現(xiàn)錨桿和錨索的互補(bǔ)，因?yàn)橐坏﹥烧咧g未達(dá)到互補(bǔ)狀態(tài)，就很有可能出現(xiàn)變形時(shí)空、大面積冒頂?shù)劝踩鹿?。一般的做法是在迎頭的工作面進(jìn)行錨索支護(hù)，將預(yù)應(yīng)力值設(shè)置在大概是錨桿設(shè)計(jì)值的0.8至1.0倍。在采煤掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)的過(guò)程中，采用錨索支護(hù)時(shí)其預(yù)應(yīng)力的水平應(yīng)該保持在錨桿設(shè)計(jì)荷載值的1.0至1.3倍。另外在掘進(jìn)的過(guò)程中，由于現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，需要定時(shí)的對(duì)支護(hù)裝備進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題及時(shí)報(bào)告，并且做到及時(shí)修理與改正。主要的技術(shù)應(yīng)用可以采取錨網(wǎng)索加上帶進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，保證其采煤掘進(jìn)的正常進(jìn)行。

3.結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著整個(gè)煤炭挖掘技術(shù)的不斷深入與完善，再加上在采煤的過(guò)程中逐漸的深入，巷道的穩(wěn)定性與安全性問(wèn)題日益突出，針對(duì)高強(qiáng)支護(hù)的技術(shù)還需要不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。再加上高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)成本低、效果好能夠起到良好的支護(hù)作用。將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于采煤掘進(jìn)過(guò)程中，不僅有效降低了采煤過(guò)程中的危險(xiǎn)性，在成本方面的作用也比較明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金磊，解成林，孫凱曄等.充填支架交叉供液回路系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].河南科技， 2014，13（07）：110.

[2]王向楠，郭新建，任好杰等.整體頂梁組合懸移支架在“三軟”煤層工作面的應(yīng)用[J].江西煤炭科技，2014，13（03）：102.

[3]王紅偉，伍永平，張艷麗等.大傾角特厚煤層綜放液壓支架工作阻力確定[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，11（08）：120.