【摘要】我國煤巷錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用中存在的問題主要有煤礦礦區(qū)地質(zhì)條件預(yù)測缺失、錨桿支護(hù)方法不夠合理、支護(hù)工作人員技術(shù)水平低和錨桿施工工程質(zhì)量不高等,提高煤巷錨桿支護(hù)效果的方法有科學(xué)設(shè)計錨桿支護(hù)方法、推進(jìn)組合式錨桿支護(hù)體系、開發(fā)掘錨新機(jī)具、合理采用二次支護(hù)、注重錨桿支護(hù)人員的培訓(xùn)和加強(qiáng)施工工程質(zhì)量管理等。
在煤巷掘進(jìn)工作中,快速支護(hù)施工工藝已成為提高巷道支護(hù)效果、實現(xiàn)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵。然而,錨桿支護(hù)作為一種有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方式,由于對巷道圍巖強(qiáng)度的強(qiáng)化作用,可顯著提高圍巖的穩(wěn)定性,加之具有支護(hù)成本較低、成巷速度快、勞動強(qiáng)度減輕、提高巷道斷面利用率、簡化回采面端頭維護(hù)工藝、明顯改善作業(yè)環(huán)境和安全生產(chǎn)條件等優(yōu)點,可提高礦井的經(jīng)濟(jì)效益,因而成為煤礦企業(yè)礦井巷道的一種主要支護(hù)形式,代表了煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的主要發(fā)展方向。錨桿支護(hù)技術(shù)雖然經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,但是仍然有其不完善之處。下面,本文將對我國煤巷錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)中存在的問題進(jìn)行探討,并就如何煤巷掘進(jìn)中如何提高錨桿支護(hù)效果提出一點自己的拙見。
1我國煤巷錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用中存在的問題
盡管在煤礦生產(chǎn)中,錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛運(yùn)用,并取得了良好效益。然而,由于我國錨桿支護(hù)技術(shù)起步比較晚,目前,還有多方面因素制約錨桿技術(shù)發(fā)展,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.1煤礦礦區(qū)地質(zhì)條件預(yù)測缺失
主要表現(xiàn)在對煤礦礦區(qū)地質(zhì)條件的預(yù)測發(fā)生缺失。眾所周知,煤礦礦區(qū)的巖體是相當(dāng)復(fù)雜的地質(zhì)體,因而,在支護(hù)設(shè)計的時候,需要全面的了解地質(zhì)體的實際情況。然而,在實踐中,很多的煤礦企業(yè)在進(jìn)行支護(hù)設(shè)計的時候,沒有全面的了解圍巖的實際情況,忽視了對圍巖強(qiáng)度、圍巖結(jié)構(gòu)、錨固性等相關(guān)參數(shù)的測試。這就使得在支護(hù)設(shè)計的時候,很多的缺點沒有被發(fā)現(xiàn)出來,忽視采取相應(yīng)的措施來加強(qiáng)錨桿的支護(hù),由于錨桿支護(hù)欠缺牢固,因而容易導(dǎo)致頂板事故的發(fā)生。
1.2錨桿支護(hù)方法不夠合理
主要表現(xiàn)為設(shè)計方法不合理,設(shè)計比較單一,在實踐中,基本上僅有兩種設(shè)計方法,包括主工程類比法和理論分析法。但是這兩種方法存在著缺陷與不足,主要表現(xiàn)為:工程類比法缺乏科學(xué)的設(shè)計依據(jù),在設(shè)計的實踐中大多數(shù)是憑經(jīng)驗設(shè)計。而如果運(yùn)用理論分析法進(jìn)行設(shè)計的話,由于礦井的實際情況經(jīng)常發(fā)生變化,這就使得理論分析與實際情況存在著很大的差距。另外,運(yùn)用這兩種方法設(shè)計出來的支護(hù)參數(shù),往往與實踐存在著偏差,不能很好的適應(yīng)工程的實際情況。
1.3支護(hù)工作人員技術(shù)水平低
從事煤巷錨桿支護(hù)作業(yè)的人員大多數(shù)缺乏專業(yè)的技能,平時也缺乏對他們的培訓(xùn),技術(shù)水平不高,難以做好錨桿支護(hù)的各項工作。此外,在施工實踐中,缺乏對施工人員的監(jiān)督管理,難以對各項不當(dāng)操作進(jìn)行及時有效的管理和控制,使得工程質(zhì)量難以得到保障。
1.4錨桿施工工程質(zhì)量不高
在錨桿支護(hù)作業(yè)的實際中,其工程質(zhì)量容易受到施工現(xiàn)場情況和地質(zhì)條件的影響,常常會發(fā)生錨桿失效、防水效果不佳的情況。發(fā)生頂板破壞失穩(wěn)之前,常常沒有明顯的預(yù)兆,施工人員難以及時采取措施進(jìn)行預(yù)防,一旦發(fā)生事故,往往規(guī)模很大,造成的破壞比較大。
2提高煤巷錨桿支護(hù)效果的策略
錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)對煤礦生產(chǎn)實踐有著重要的作用,然而,現(xiàn)階段存在著多方面因素制約了該技術(shù)的發(fā)展,為了因?qū)@些問題,改進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù),筆者認(rèn)為可以采取以下策略。
2.1科學(xué)設(shè)計錨桿支護(hù)方法
美國、英國等發(fā)達(dá)國家的錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展較快,水平較高,應(yīng)該重視引進(jìn)和吸收。在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的同時,要注重結(jié)合煤礦的實際情況,將地應(yīng)力現(xiàn)場實測值作為前提條件,建立相應(yīng)的動態(tài)設(shè)計方法,將地應(yīng)力學(xué)評估、初始支護(hù)設(shè)計、現(xiàn)場監(jiān)測、信息反饋、設(shè)計的修正和完善有機(jī)的結(jié)合起來,增強(qiáng)對煤礦區(qū)錨桿支護(hù)技術(shù)的針對性,進(jìn)一步提高工程質(zhì)量,保證錨桿支護(hù)的可靠性和科學(xué)性。另外,在支護(hù)設(shè)計的時候,還要重視運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備,對圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位的測量,加強(qiáng)對圍巖的理解,全面了解煤礦礦區(qū)的物理學(xué)特性,為科學(xué)設(shè)計錨桿支護(hù)做好準(zhǔn)備;
2.2推進(jìn)組合式錨桿支護(hù)體系
第一、采用抗破斷強(qiáng)度的錨桿。一般使用的螺紋鋼錨桿的桿體強(qiáng)度較小,在施工中不適宜采用。可以考慮采用玻璃鋼,這樣能夠增強(qiáng)錨桿的性能,提高錨桿的抗破斷強(qiáng)度提高錨桿的支護(hù)強(qiáng)度。第二、采用預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索、桁架的組合支護(hù)。由于圍巖不穩(wěn)定,由于受到軟巖層、地層壓力的影響,因此,需要采用預(yù)應(yīng)力錨桿和錨索、桁架的組合支護(hù),這樣有利于防止巷道變形,防止頂板離層,進(jìn)而保證支護(hù)效果,保證施工質(zhì)量。第三、規(guī)范監(jiān)督管理,加強(qiáng)監(jiān)測工作,及時掌握巷道頂板下沉及離層現(xiàn)象,進(jìn)一步保證錨桿支護(hù)的可靠性、安全性,保證支護(hù)效果;
2.3開發(fā)掘錨新機(jī)具
當(dāng)前煤巷快速掘進(jìn)的施工方法為:掘進(jìn)機(jī)割煤橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和固定皮帶機(jī)運(yùn)煤敲幫問頂頂錨桿機(jī)打頂眼并安裝、幫錨桿機(jī)打幫眼并安裝,實現(xiàn)一次成巷,及時支護(hù)。這種方法的主要矛盾是掘進(jìn)工作面的開機(jī)率較低,一般在30%以下,支護(hù)時間過長,跟不上機(jī)掘速度,影響單進(jìn)水平的提高。因此發(fā)展掘錨聯(lián)合機(jī)組,實現(xiàn)“掘支錨一體化”平行作業(yè),將是加快煤巷錨桿支護(hù)單進(jìn)速度的必要手段。就目前的施工工藝而言,影響煤巷快速掘進(jìn)的主要因素有兩方面:一是掘進(jìn)機(jī)割煤速度;二是錨桿機(jī)打眼及安裝速度?,F(xiàn)在使用的S100及EBJ132型掘進(jìn)機(jī)功率較小,割煤速度較慢,打眼使用的MQT-50型風(fēng)動錨桿鉆機(jī)鉆進(jìn)速度慢,維修率較高。因此,要實現(xiàn)快速掘進(jìn),一方面要發(fā)展應(yīng)用大功率掘進(jìn)機(jī),如S200型;另一方面要研制新型錨桿鉆機(jī)?,F(xiàn)在澳大利亞液壓工程公司生產(chǎn)的機(jī)載錨桿機(jī),擁有ARO4000系列頂錨桿鉆機(jī)、ARO5500系列幫錨桿鉆機(jī)等型號,可安裝在任何型號掘進(jìn)機(jī)上,以掘進(jìn)機(jī)自身液壓系統(tǒng)為動力,具有安全、高效、準(zhǔn)確、快速、使用壽命長等優(yōu)點,能夠?qū)崿F(xiàn)頂幫錨桿的快速安裝。它將是我國煤巷快速掘進(jìn)的又一發(fā)展方向。
2.4合理采用二次支護(hù)
在施工設(shè)計時,考慮到圍巖的自身承載能力,以現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)為指導(dǎo),增大錨桿間排距,先布置低密度錨桿,后路及時進(jìn)行二次支護(hù),與迎頭支護(hù)平行作業(yè),使支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到最終支護(hù)密度。具體施工時,還要確定二次支護(hù)距離迎頭的距離。二次支護(hù)可采用小孔徑錨索或柔性錨桿,以彌補(bǔ)一般錨桿支護(hù)的不足,錨固到深層堅硬巖層,增強(qiáng)支護(hù)的可靠性。
2.5注重錨桿支護(hù)人員的培訓(xùn)
設(shè)計和施工是保證錨桿支護(hù)質(zhì)量的重要策略,因此有必要加強(qiáng)對支護(hù)人員的培訓(xùn),提高支護(hù)人員的素質(zhì)。一方面,要加強(qiáng)對支護(hù)人員的崗前培訓(xùn)工作,讓他們熟練的掌握施工技術(shù),在作業(yè)中嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作;另一方面,要注重對支護(hù)人員專業(yè)技能的培訓(xùn),讓他們掌握專業(yè)的技術(shù)知識,做好施工的各項工作,保證整個工程的質(zhì)量。
2.6加強(qiáng)施工工程質(zhì)量管理
施工質(zhì)量管理是提高工程質(zhì)量、保證支護(hù)科學(xué)合理的重要前提,因此,必須高度重視。具體措施可以是加強(qiáng)對煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的管理工作、注重質(zhì)量管理、采取措施加強(qiáng)現(xiàn)場管理工作,在施工的時候嚴(yán)格按照各項要求進(jìn)行。此外,監(jiān)督管理部門要積極履行自己的職責(zé),加強(qiáng)對施工的監(jiān)督管理,進(jìn)一步保證支護(hù)的質(zhì)量。
3結(jié)束語
煤巷錨桿支護(hù)及快速掘進(jìn)技術(shù)是煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的主要發(fā)展方向,可提高圍巖的穩(wěn)定性,同時支護(hù)成本較低、成巷速度迅速、經(jīng)濟(jì)效益明顯,因此,煤礦企業(yè)應(yīng)該大力發(fā)展錨桿支護(hù)技術(shù),使其具備科學(xué)化、系統(tǒng)化、規(guī)范化的要求,達(dá)到生產(chǎn)高產(chǎn)高效、安全穩(wěn)定的目的。
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