“三軟”地層條件下快速掘進(jìn)技術(shù)

李欣華 李偉

摘 ? ?要：分析現(xiàn)階段我國不可再生資源井下挖掘作業(yè)基本情況，可知受到多種因素影響，導(dǎo)致很多資源埋藏地區(qū)的地層條件非常惡劣，挖掘難度非常大，極大的增加了挖掘成本及安全風(fēng)險，使得開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益較低，尤其是在一些三軟地層條件下降進(jìn)行的掘進(jìn)作業(yè)出現(xiàn)了很多問題，所以需要資源開采企業(yè)在具體的符合三軟地層條件要求的地方進(jìn)行資源開采掘進(jìn)作業(yè)期間，對此種地層條件特點進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，之后利用應(yīng)用價值高且先進(jìn)的快速掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行資源開采，便可以取得理想的資源開采結(jié)果?；诖吮疚膶θ浀貙訔l件的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了概述，并對此種地層條件之下使用的快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用作以了深入分析，希望可以為后續(xù)更多在三軟地層條件下進(jìn)行掘進(jìn)工作的資源開采單位提供井下快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：三軟;地層;快速;掘進(jìn);技術(shù)

1 ?前言

現(xiàn)階段煤炭、石油及天然氣等不可再生資源在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人們的生產(chǎn)生活中有著較多的應(yīng)用，而且取得了理想的有應(yīng)用成效，市場對于這些資源的需求量非常大，所以開采企業(yè)積極順應(yīng)市場發(fā)展趨勢，投入了大量的人力、財力、物力及技術(shù)進(jìn)行了資源的開采作業(yè)，以期開才出來的大量資源能夠有效滿足的市場的利用需要，助推開采企業(yè)可以健康長遠(yuǎn)的發(fā)展，但是分析實際的資源開采作業(yè)情況，發(fā)現(xiàn)地層條件不佳給采礦掘進(jìn)造成的不良影響非常大，這就需要開采企業(yè)對開采工作有著很大阻礙的三軟地層條件加強(qiáng)研究，找出有助于在此種地層條件下順利掘進(jìn)作業(yè)的技術(shù)，促使相關(guān)技術(shù)應(yīng)用時可以規(guī)避三軟地層條件帶來的不良影響，確保掘進(jìn)作業(yè)質(zhì)量高，能夠開采出大量的資源。

2 ?“三軟”地層概述

三軟地層具體指的是進(jìn)行井下作業(yè)期間，如果相應(yīng)掘進(jìn)地方的頂板屬于質(zhì)軟且易破碎的巖層或泥層，抗壓強(qiáng)度較小，內(nèi)摩擦角及粘結(jié)力均較小，穩(wěn)定差，有著流變性特點，同時煤層存在一定程度的風(fēng)化或者易于風(fēng)化特點，底板硬度與抗壓強(qiáng)度小，那么此種地層便可以稱之為三軟地層，井下礦井作業(yè)人員進(jìn)行掘進(jìn)操作時難度較大，如果速度過慢非常容易發(fā)生巖石及煤層掉落、垮塌問題，威脅井下作業(yè)人員的人身安全，并且垮塌之后使得井下掘進(jìn)作業(yè)更加難以迅速進(jìn)行，使得掘進(jìn)作業(yè)時間大大延長，顯著增加了資源開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本，需要利用新型的快速掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行施工作業(yè)，促使在該種地層條件下的資源開采作業(yè)工作效率與安全均較高[1]。

3 ?“三軟”地層條件下快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 ?技術(shù)

總結(jié)很多資源開采企業(yè)在三軟地層之下進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)使用的技術(shù)，可以了解到三掘三噴作業(yè)技術(shù)較為常用，具體操作期間需要作業(yè)人員準(zhǔn)備錨桿、金屬網(wǎng)及噴射混凝土材料進(jìn)行作業(yè)區(qū)域的支護(hù)處理，其中選擇的錨桿要求長度與直徑分別控制為1900毫米、18毫米，桿體露出支護(hù)區(qū)域長度控制在100毫米以下，應(yīng)用的金屬網(wǎng)材質(zhì)屬于冷拔鋼絲，實際進(jìn)行混凝土噴射時的厚度需要控制為100毫米。具體進(jìn)行三掘三噴技術(shù)應(yīng)用時需要作業(yè)人員進(jìn)行掘進(jìn)與混凝土噴射的交叉作業(yè)，連續(xù)進(jìn)行三個循環(huán)，以此應(yīng)用于三軟地層施工中有著非常好的支護(hù)效果，發(fā)生煤層風(fēng)化、頂板掉頂問題及冒頂事故風(fēng)險小，而且與常規(guī)使用的二掘一噴作業(yè)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用效果比家里，發(fā)現(xiàn)此種新型的掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)使得常規(guī)技術(shù)應(yīng)用時容易出現(xiàn)圍巖容易被暴露、易風(fēng)化、錨桿失效等問題進(jìn)行了有效地控制解決，支護(hù)結(jié)構(gòu)輕易不會受到破壞，并且噴射了多次混凝土，使得圍巖變形及煤層風(fēng)化速度放緩，此外基于該技術(shù)的井下掘進(jìn)作業(yè)工作，使得混凝土噴射速度提升，煤層風(fēng)化暴露時間縮短，極大的提升了井下頂板的穩(wěn)定性，有效掘進(jìn)時間和之前相比較增加[2]。

3.2 ?應(yīng)用

開采單位要面向全體井下作業(yè)人員進(jìn)行三掘三噴作業(yè)技術(shù)的培訓(xùn)，促使作業(yè)人員低于該作業(yè)技術(shù)包含的內(nèi)容有著非常多的認(rèn)識和了解，之后可以在具體的施工作業(yè)期間充分利用相關(guān)的作業(yè)技術(shù)做好井下快速掘進(jìn)作業(yè)，確保掘進(jìn)作業(yè)效果好。具體應(yīng)用三掘三噴作業(yè)技術(shù)時，要做好下列工作。

首先作業(yè)人員需要對作業(yè)地方的三軟地層條件進(jìn)行充分的調(diào)查了解，之后依據(jù)斷面設(shè)計尺寸，對于井下巷道進(jìn)行規(guī)整的處理;進(jìn)行錨桿支護(hù)施工時，注意作業(yè)人員需要對利用到的全部錨桿規(guī)格尺寸進(jìn)行檢查，確定錨桿不存在任何質(zhì)量問題后，便可以進(jìn)行錨桿支護(hù)施工，要按照設(shè)計深度與間隔距離進(jìn)行各個錨桿的安裝設(shè)施，待錨桿置于相應(yīng)位置后要對錨桿角度進(jìn)行測量，確定不存在問題后便可以利用電鉆、螺母進(jìn)行錨桿緊固處理，促使錨桿可以穩(wěn)固的安裝在相應(yīng)的地方，要求錨桿拉拔力處于井下掘進(jìn)作業(yè)要求的范圍以內(nèi)。

其次金屬網(wǎng)與噴漿作業(yè)，在金屬網(wǎng)安裝作業(yè)時，需要作業(yè)人員對于金屬網(wǎng)進(jìn)行搭接處理，長度控制為100mm，之后利用鐵絲對于整個金屬網(wǎng)進(jìn)行搭接處理，確保金屬網(wǎng)可以服帖的置于巖層表面之上，充分利用金屬網(wǎng)的牽拉作用，防止穩(wěn)定性差且質(zhì)地非常松軟的巖層發(fā)生脫落問題，如果張貼金屬網(wǎng)期間發(fā)現(xiàn)部分地方已經(jīng)出現(xiàn)了碎裂問題，此時還需要在這些地方進(jìn)行木質(zhì)托盤的安裝，用以規(guī)避碎裂的石塊直接脫落所致的井下掘進(jìn)作業(yè)安全事故發(fā)生;作業(yè)人員在進(jìn)行作業(yè)區(qū)域的噴漿作業(yè)期間，需要對噴漿厚度進(jìn)行有效把握，之后操作噴射機(jī)進(jìn)行循環(huán)三次的噴漿操作。在作業(yè)期間如果作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)井下巷道頂板區(qū)域有著非常大的破碎壓力時，需要作業(yè)人員技術(shù)聯(lián)系技術(shù)人員進(jìn)行錨桿支護(hù)間距的研究，以此通過科學(xué)的計算，對于錨桿之間的間距進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，一般情況下處于此種頂板狀態(tài)下的支護(hù)作業(yè)錨桿間距控制為600mm×600mm較合理，而且技術(shù)人員要指導(dǎo)作業(yè)人員基于破碎壓力過大的巷道頂板長度，要進(jìn)行U型鋼棚的架設(shè)，要求每間隔15m設(shè)置一處，如果壓力依托鋼棚仍然無法得到有效的優(yōu)化控制處理，還需要利用錨索對于錨桿繼續(xù)進(jìn)行支護(hù)干預(yù)，促使井下巷道掘進(jìn)時的支護(hù)效果理想。

最后三掘三噴技術(shù)改進(jìn)之處，即作業(yè)人員需要對當(dāng)前該技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)分析， 找出技術(shù)應(yīng)用的缺陷和不足，然后利用最新的科學(xué)技術(shù)對于三掘三噴技術(shù)繼續(xù)作以優(yōu)化完善，促使該技術(shù)能夠在未來的井下巷道快速掘進(jìn)施工時充分發(fā)揮利用價值，確保巷道掘進(jìn)速度快且成型良好。具體而言包括進(jìn)行炮眼炸開操作時，需要利用提前準(zhǔn)備好的卷尺、指向儀對于炮眼所在的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，防止發(fā)生炮眼位置偏差過大的情況，在進(jìn)行放炮炸開操作之后，作業(yè)人員要利用卷尺等工具對于巷道長寬高等數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，避免出現(xiàn)巷道掘進(jìn)施工不規(guī)整的問題，進(jìn)行混凝土噴射操作期間，作業(yè)人員注意要掛線后再進(jìn)行初噴處理，之后再將金屬網(wǎng)張貼在巖石表面，并再次進(jìn)行混凝土材料的復(fù)噴操作，以此便可以顯著增強(qiáng)井下巷道掘進(jìn)施工速度與質(zhì)量，降低作業(yè)問題發(fā)生率。

4 ?結(jié)語

目前三軟地層條件下進(jìn)行的掘進(jìn)作業(yè)遇到了很多困難，制約著資源開采工作的高效進(jìn)行，所以要求開采企業(yè)對于井下掘進(jìn)作業(yè)時的快速掘進(jìn)技術(shù)多進(jìn)行研究分析，使得掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用期間的作業(yè)質(zhì)量、效率、安全性和之前同一地層下掘進(jìn)操作時相比較有著很大的提高，降低頂板坍塌、掉頂?shù)葐栴}發(fā)生風(fēng)險，為作業(yè)人員構(gòu)建一個安全的井下作業(yè)環(huán)境，最終使得井下快速掘進(jìn)作業(yè)達(dá)到預(yù)期的效果。同時三掘三噴作業(yè)技術(shù)在現(xiàn)階段的三軟地層條件下利用時還有著很多問題，要求開采單位工作人員能夠在未來不斷對該技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，而且可以結(jié)合此類地層條件特點重新選擇具有較高應(yīng)用價值的新的快速掘進(jìn)技術(shù)，促使三軟地層條件下的掘進(jìn)作業(yè)效果達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂紅霞，史煥法，王守海.“三軟”地層快速掘進(jìn)錨噴支護(hù)研究[J].山東煤炭科技，2015（8）：35～36.

[2] 杜強(qiáng).柿花田煤礦“三軟”不穩(wěn)定煤層回采巷道支護(hù)技術(shù)研究[D].西安科技大學(xué)，2013.