煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用與分析

張盼博 張衡瑜

摘? 要：在積極推進城市建設的今天，煤礦行業(yè)要保持穩(wěn)定發(fā)展趨勢，加大創(chuàng)新活動力度，煤礦掘進巷道涉及的相關技術也得到了一定程度上的發(fā)展。其中，軟弱頂板巷道支護作為煤礦掘進巷道支護工作中的重點，近年來受到了業(yè)界和相關部門的廣泛關注。在煤礦施工中，制約礦井巷道快速掘進的因素有煤礦地質(zhì)狀況、掘進挖掘設備、施工工藝、施工整體隊伍及其管理、支護技術等，其中錨桿支護的工作量占整個礦井巷道掘進工作量的50%以上，是影響掘進效率的關鍵因素。因此，重視并完善煤礦掘進巷道支護技術的應用，保障煤礦掘進巷道的安全穩(wěn)定，已成為行業(yè)的發(fā)展一大趨勢。

關鍵詞：煤礦;掘進巷道;錨桿支護方式;應用

引言

在井下煤炭資源開發(fā)過程中，結(jié)合不同類型的巖石，采取了不同的巷道錨桿支護方式，以此來提高巖土的穩(wěn)定性，同時也能夠提升能源開發(fā)的安全，提高煤炭開發(fā)生產(chǎn)力。

1錨桿支護技術

錨桿是加固礦井巷道圍巖巖體的體系結(jié)構，其中錨桿的錨固區(qū)內(nèi)長度對保護礦井巷道巖體發(fā)揮著決定性的作用。錨桿支護技術按照錨固區(qū)內(nèi)長度分為端部錨固式錨桿支護、全長錨固式錨桿支護和加長錨固式錨桿支護三種，其中端部錨固式錨桿的錨固區(qū)內(nèi)長度為打孔全長的1/3;全長錨固式錨桿的錨固區(qū)內(nèi)長度為打孔全長的90%以上;加長錨固式錨桿的錨固區(qū)內(nèi)長度位于以上兩者之中。端部錨固式錨桿支護技術增強巷道圍巖是借助于施加給桿體的預緊力后出現(xiàn)的拉伸力，擠壓巷道圍巖，來提高巷道圍巖的強度和穩(wěn)定性，降低巷道圍巖的變形，此技術對錨固點有著較高的要求，適用于礦井巷道圍巖穩(wěn)定、構造完整且掘進開挖對巷道影響小的煤礦中。全長錨固式錨桿支護是在錨桿安裝初期，未出現(xiàn)位移的圍巖不能與錨固區(qū)內(nèi)的錨固體相互摩擦作用，不產(chǎn)生錨固作用;當圍巖出現(xiàn)變形，或者是錨桿和巷道圍巖間出現(xiàn)位移時，此時錨桿產(chǎn)生的剪應力不僅能約束圍巖，且能阻止圍巖的橫向變形，減小圍巖變形量，支護效果顯著。

2煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用

2.1嚴格按照施工規(guī)定施工

煤礦開采作業(yè)很容易受到地質(zhì)環(huán)境以及地質(zhì)災害影響，同時在實際施工中，如果施工不規(guī)范，也會引發(fā)重大施工事故，對企業(yè)造成經(jīng)濟損失，甚至對施工人員生命安全造成影響。為了有效確保煤礦資源開采工作順利實施，就必須要做好現(xiàn)場管理工作，定期對施工人員培訓，或者設置專業(yè)講座，提高施工人員個人的專業(yè)素養(yǎng)，提升施工人員的個人安全意識，加強現(xiàn)場監(jiān)督管理力度，確?，F(xiàn)場施工作業(yè)嚴格按照施工標準進行實施，避免出現(xiàn)施工隱患問題。

2.2懸臂掘進機巷道錨桿支護

懸臂掘進機巷道錨桿支護技術最主要運用在大型煤礦開采工程中，在該技術在應用過程中，主要由相關的通風設備、供電設備、輸送設備、錨桿轉(zhuǎn)以及時懸臂式掘進機。通過這些設備的組合運用，不僅會有效提升支護效率，同時還會切實提升掘進工作的安全性與穩(wěn)定性。至今已經(jīng)成為最常用的一項支護技術。本文以某一大型煤礦工程為例，該煤礦工程中的A巷道的高2.9～3.7 m，寬為4.3 m，其巖石層基本由0.2～0.3 m的塊狀矸石構成，空定居允許范圍為0.9～2.3 m，頂板巖石層相對比較破碎。由于該巷道的側(cè)幫壓力相對較大，因此在掘進距12 m工作面以后，發(fā)生了嚴重的變形現(xiàn)象，針對這一現(xiàn)狀，施工技術人員運用了“螺紋鋼錨桿+錨索+鋼琴骨架網(wǎng)+槽鋼/U型鋼錨索梁+鋼帶”的施工設計方案建設該煤礦巷道的頂板，為全面提升該巷道的錨固強度，施工設計人員需運用“鋼筋骨架網(wǎng)+螺紋鋼錨桿+木托盤/雙鋼筋”的施工模式。在施工過程中，巷道正幫需要進行回采，在該環(huán)節(jié)施工之前，施工人員需及時拆除幫錨桿。

2.3加強掘錨機支護方式的應用

煤礦井下掘進施工過程中，必須要全面落實好巷道錨桿支護技術的實施。通過現(xiàn)場實際操作，工程施工人員對于錨桿支護技術的作用有了一定的認知。煤礦井下掘進開采施工中，可以對錨桿支護技術所使用的設備有所了解，比如在錨桿鉆車在實際應用中，具備靈活性強特點，而且實際應用中操作也較為方便，對操作人員的技術要求相對較低?？梢怨?jié)省一定的工程施工成本，同時可以保障井下掘進施工安全。另外，錨桿支護技術所使用的錨具主要分為了機械錨具、摩組錨具，主要就是為了確保錨桿固定，提高掘錨機的支護能力，同時可以根據(jù)井下地質(zhì)環(huán)境，做好機械預應力調(diào)解工作。

2.4加強錨桿支護作業(yè)與巷道掘進作業(yè)管理

煤礦企業(yè)管理部門應針對煤礦巷道掘進作業(yè)，和安全支護作業(yè)進行科學的管理工作。對多個施工團隊，應做到清晰并確認與其相對應的工作任務和錨桿支護方案，這不僅有效協(xié)調(diào)、組織了各施工隊伍的工作內(nèi)容，還進一步保障了錨桿支護工作的穩(wěn)步推進。另外，巷道掘進人員要合理利用綜掘機一次性成巷，并注意施工進度，避免出現(xiàn)巷道掘進過深的現(xiàn)象。與此同時，在巷道掘進過程中，工作人員應對已安裝的錨桿進行穩(wěn)定性檢驗，嚴格按照相關規(guī)定測量錨桿的承受能力，以此縮減錨桿支護后的安全隱患，確保巷道掘進施工涉及的人員安全。

2.5連采機巷道錨桿支護

連采機巷道錨桿支護技術在應用過程中，其最大的也應用優(yōu)勢在于采煤與巷道錨桿支護能夠同步開展。在面對大斷面或矩形斷面類型的煤礦時，該技術能夠大幅度提升整個煤礦的掘進效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)雙巷掘進或者斷臂開采，不僅支護效果比較理想，且操作方式與操作流程非常簡單。以某地區(qū)以大型煤礦為例，該煤礦工程中的C巷道高約3.8 m、寬約2.5～6 m，該區(qū)域內(nèi)的鉚釘與片幫的結(jié)構相對比較少見，正幫的模式為塑料網(wǎng)+圓鋼錨桿+10“鉛絲網(wǎng)”，頂板使用錨索+圓鋼錨桿+10“鉛絲網(wǎng)”模式，副幫采取的是10“鉛絲網(wǎng)+圓鋼錨桿”模式。針對這一現(xiàn)狀，施工設計人員運用連采機巷道錨桿支護的方式開展掘進支護作業(yè)，在此過程中，施工設計人員運用了“雙巷作業(yè)”的作業(yè)方式，分別在煤礦內(nèi)的兩個巷道內(nèi)運用四臂錨桿鉆車、連采機等設備開展每個施工細節(jié)。在作業(yè)過程中，需要四臂錨桿鉆車、連采機作業(yè)20 m以后，需要將兩個作業(yè)設備互相調(diào)換位置，使其能夠共同完成才來作業(yè)。其中幫、頂錨桿之間的距離平均在1.3 m左右，錨索排距需控制在2.3 m。運用這種支技術的操作相對比較簡單，且兩個作業(yè)設備同時作業(yè)的作業(yè)效率非常高，其掘進速度能夠保持在每個月1 600 m。

結(jié)語

綜上所述，煤炭企業(yè)和煤礦施工方，應清晰支護技術和錨桿支護技術的作用，了解當前錨桿支護技術應用的現(xiàn)狀及對應的解決措施。據(jù)實際案例，結(jié)合施工注意事項，有效完善煤礦掘進巷道錨桿支護技術的應用，從而提升煤礦掘進巷道錨桿支護技術水平，確保煤礦井下的開采活動和生產(chǎn)活動安全進行的同時，也大力推動了我國煤礦開采事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]路瑞龍.煤礦掘進巷道錨桿支護技術研究[J].化工中間體，2019.

[2]張克群.煤礦掘進巷道錨桿支護技術應用研究[J].冶金叢刊，2020.

[3]任穎杰.煤礦掘進巷道錨桿支護技術探討[J].中國化工貿(mào)易，2019.

作者簡介：張盼博 出生年月：1992年10月1日 性別：男? 民族：漢族 籍貫：陜西渭南 職稱：助理工程師? 學歷：本科 研究方向：采礦。

作者簡介：張衡瑜，出生年月：1996年11月12月 性別：男? 民族：漢族? 籍貫：陜西洋縣 職稱：助理工程師? 學歷：本科? ?研究方向：采礦。