【摘要】煤礦井下回采巷道支護(hù)是礦井生產(chǎn)建設(shè)中的重要一環(huán)，是涉及井下生產(chǎn)安全、效率、速度、成本消耗，以及采掘機(jī)械化水平的重要工作。因此，探討加強(qiáng)煤炭回采巷道支護(hù)的措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
錨桿具有主動支護(hù)、有效強(qiáng)化圍巖強(qiáng)度和保持圍巖穩(wěn)定、施工簡單、成本較低、安全可靠、改善作業(yè)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦生產(chǎn)過程中，對冒頂片幫等有非常重要的作用。
1.回采巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的原則探討
1．1回采巷道支護(hù)要適應(yīng)礦壓特征，減少松散變形
回采巷道上覆巖層的活動規(guī)律是不可控制的，由其決定的回采巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律也無法改變，所以絕對控制巷道變形量是不可能的。若能保證巷道兩幫煤體在動壓影響下不松散垮落，保持完整的整體移動，就能為安全控制回采巷道創(chuàng)造基本條件。
1．2回采巷道支護(hù)要控制巷道的形狀，保持頂、幫的完整
提高巷道頂板及兩幫的承載能力和完整性，支護(hù)形式應(yīng)具有大范圍全封閉防冒漏、及時(shí)主動承載、整體性強(qiáng)的特點(diǎn)，使巷道兩幫及頂?shù)装瀹a(chǎn)生均勻的變形，使巷道在最大程度上滿足生產(chǎn)上的需要。
1．3回采巷道支護(hù)要重視實(shí)體幫的加固
因工作面采動而產(chǎn)生的垂直應(yīng)力在實(shí)體幫的集中程度明顯較大，重視實(shí)體煤幫的支護(hù)問題，將對回采巷道圍巖的穩(wěn)定起到很大的作用，通過合理的加固布置加固巷道幫角，既可以強(qiáng)化幫角的圍巖強(qiáng)度，又可以減弱幫角的應(yīng)力集中程度，使幫角的應(yīng)力集中向圍巖較深部轉(zhuǎn)移，可以減緩頂板的傾斜下沉和底板的嚴(yán)重鼓起，控制巷道兩幫的位移，提高巷道兩幫的承載能力，保證上覆巖層結(jié)構(gòu)有一個(gè)相對穩(wěn)定的支撐點(diǎn)，減緩上覆巖層活動的劇烈程度。
1．4回采巷道支護(hù)還要保證厚層頂板的穩(wěn)定性，采用全封閉的大范圍主動承載的支護(hù)形式才能控制變形，減緩和消除離層
2.回采巷道支護(hù)形式的合理選擇
回采巷道開掘后，受到回采工作面采動壓力的影響，應(yīng)在掌握地質(zhì)條件和巷道圍巖性質(zhì)以及預(yù)測巷道圍巖變形規(guī)律、特征和位移量的基礎(chǔ)上，合理選擇回采巷道支護(hù)形式。支護(hù)的主要形式有：
2．1梯形可縮支架
當(dāng)側(cè)壓和底朦不甚嚴(yán)重、巷道壓力和圍巖變形量也不太大、并且巷道斷面積小于10m2時(shí)，可使用梯形可縮性金屬支架。尤其在圍巖中等穩(wěn)定以上，不破頂，支架與圍巖接觸較好時(shí)，在某些條件下使用梯形支架更有其優(yōu)越性。對圍巖不太穩(wěn)定的巷道，使用梯形支架時(shí)需注意背幫背頂，或用金屬網(wǎng)維護(hù)。
2．2拱形可縮性支架
支架結(jié)構(gòu)受力合理，承載能力高，可縮性好，能適應(yīng)巷道自然冒落形狀，適用于圍巖穩(wěn)定性較差、頂、底板相對移近量大于300mm，斷面積大于6m2的m、W類穩(wěn)定性的回采巷道。具體有以下類型：
l)三心拱直腿可縮性支架。適用于頂壓大、兩幫及底板較穩(wěn)定的m、W類巷道。
2)半圓拱直腿可縮性支架。適用于頂壓大、有一定側(cè)壓、兩幫較穩(wěn)定的情況。
3)三心拱曲腿可縮性支架。適用于頂壓、側(cè)壓均大而不必加固底板的情況。
4)馬蹄形可縮性支架。除具備拱形支架一般優(yōu)點(diǎn)外，能抗底朦和兩幫移近，適用于圍巖松軟，移近量較大，特別是兩幫穩(wěn)定性差的巷道。
2．3錨桿及其組合形式支護(hù)
這類支護(hù)形式包括多種組合形式。除單體錨桿外，尚有錨帶、錨梁網(wǎng)等多種形式，既可用于支護(hù)穩(wěn)定性好的巷道，又可用于支護(hù)變形量大的巷道，應(yīng)用范圍廣泛，是準(zhǔn)備巷道主要的支護(hù)形式。對于回采巷道，也是可在一定條件下選擇合理的組合形式。
3.回采巷道錨桿支護(hù)的具體施工工藝
3．1巷道掘進(jìn)與頂板初次錨網(wǎng)支護(hù)
首先采用煤巷掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)施工，然后在清理工作面后，及時(shí)打眼和安裝頂板樹脂錨固的螺紋鋼錨桿，再鋪設(shè)金屬網(wǎng)和鋼筋梁，并用錨桿托盤和螺母壓緊，施加一定的預(yù)應(yīng)力。當(dāng)完成全部支護(hù)及排矸后，再進(jìn)行下一循環(huán)的掘進(jìn)與支護(hù)。其施工工藝要求如下：
?、俨捎妹合锞蜻M(jìn)時(shí)，能夠減輕對頂板巖層和底板煤體的破壞，保證煤巖體的完整性，為實(shí)施錨網(wǎng)等主動支護(hù)措施創(chuàng)造良好的條件。
②布置頂板錨桿孔時(shí)，一方面要按照設(shè)計(jì)的錨桿間排距和孔深，另一方面要保證錨桿孔盡量垂直于巖層的賦存方向；
③安裝頂板錨桿時(shí)，須按順序裝入樹脂藥卷（由里到外按快、中、慢的順序裝入藥卷），用錨桿體將樹脂送到眼底后，再開動錨桿鉆機(jī)，帶動錨桿攪拌樹脂藥卷，并送至眼底后，停止鉆機(jī)，等待10～30s，再卸下鉆機(jī)，從而完成錨桿的安裝；
?、馨惭b錨桿時(shí)，采用大扭矩錨桿鉆機(jī)安裝頂板錨桿，增大螺帽的預(yù)緊力，防止頂板離層。施工完后，定期檢查，發(fā)現(xiàn)松動及時(shí)擰緊。
?、蒌佋O(shè)金屬網(wǎng)時(shí)，要對稱布置，保證金屬網(wǎng)的兩端緊貼巖面，兩幫的下垂長度均在350mm左右，然后再沿巷道的橫向安裝鋼筋梁，并用錨桿托盤和螺母將金屬網(wǎng)和鋼筋梁壓住，施加一定的預(yù)應(yīng)力；
⑥金屬網(wǎng)接茬部位要用8#或10#鐵絲聯(lián)接，以提高頂板支護(hù)的整體性。
3．2頂板巖體預(yù)應(yīng)力錨索加固
一般預(yù)應(yīng)力錨索的施工可在完成全斷面錨網(wǎng)支護(hù)后，并累計(jì)達(dá)到錨索的排距后及時(shí)安設(shè)。施工時(shí)，首先在巷道頂板的中部沿頂板巖層的垂直方向用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，達(dá)到設(shè)計(jì)孔深后，卸下鉆桿，順序裝入樹脂藥卷，用鋼絞線將樹脂送至孔底，并將鋼絞線與錨桿鉆機(jī)相連，再開動鉆機(jī)攪拌樹脂，將鋼絞線送至眼底，實(shí)現(xiàn)錨索的錨固。等待30min左右后，再進(jìn)行錨索的張拉和固定。其施工工藝要求如下：
?、賴?yán)格控制錨索孔的排距、角度和深度，特別是錨索的孔深不得超過設(shè)計(jì)深度50mm以上，并基本位于巷道頂板的中部和兩排錨桿之間。
?、谘b入樹脂時(shí)必須按由快到慢的順序，一方面要保證樹脂在攪拌過程中的攪拌時(shí)間，另一方面又不能使得錨索未能送至眼底，樹脂就已凝固，從而達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。
?、垆摻g線的截取長度必須比設(shè)計(jì)孔深大500mm左右，以便于安裝張拉設(shè)備，實(shí)施錨索的張拉和施加預(yù)應(yīng)力；截取鋼絞線后要用鐵絲將其兩端扎緊，以防止運(yùn)輸過程中鋼絞線出現(xiàn)破股現(xiàn)象，而影響錨索的安裝質(zhì)量。
?、鼙仨氂娩摻g線將樹脂送至眼底后，再利用錨桿鉆機(jī)帶動鋼絞線攪拌樹脂。
?、萃瓿慑^索的錨固后，等待30min左右，達(dá)到錨固強(qiáng)度后，再進(jìn)行錨索的張拉和固定，必須張拉至設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力值。
?、藜訌?qiáng)錨索預(yù)應(yīng)力值的監(jiān)測，當(dāng)預(yù)應(yīng)力增加或降低20～30％時(shí)，可進(jìn)行錨索的二次張拉，以增加或降低錨索的預(yù)應(yīng)力值。
?、邔卓诓糠值匿摻g線可預(yù)先涂上一層油脂，以防止鋼絞線發(fā)生嚴(yán)重銹蝕而影響錨索的預(yù)應(yīng)力值和承載力。
⑧當(dāng)錨索的預(yù)應(yīng)力值及整個(gè)巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定后，可將鋼絞線的多余部分截去。
3．3礦壓監(jiān)測
支護(hù)工作完成后，按設(shè)計(jì)要求及時(shí)對頂板下沉量、兩幫移近量、錨桿、錨索受力情況進(jìn)行礦壓監(jiān)測，對巷道所采取的不同支護(hù)結(jié)構(gòu)與支護(hù)參數(shù)是否滿足巷道穩(wěn)定的需要作出評價(jià)。
4.結(jié)語
隨著煤炭的不斷開采，深部煤層或地質(zhì)條件較復(fù)雜、地應(yīng)力較大、較難以開采的煤層開采逐漸提上日程。這樣就給煤礦巷道的維護(hù)、支護(hù)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的巷道支護(hù)方式已無法滿足當(dāng)前煤炭井下生產(chǎn)的發(fā)展要求，因此，進(jìn)一步探討和提升井下巷道支護(hù)理論與技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)煤炭井下的生產(chǎn)安全無疑具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
成功提示
錯(cuò)誤提示
警告提示
評論 （0）