錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升和煤炭行業(yè)整體水平的不斷進(jìn)步，錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。文章從幾個(gè)方面出發(fā)，對錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：錨網(wǎng)索梁；聯(lián)合支護(hù)；煤礦井下掘巷

中圖分類號：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-2374（2014）07-0034-02

在20世紀(jì)90年代隨著錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)技術(shù)整體水平的不斷發(fā)展，其在煤礦中的應(yīng)用一方面極大程度上提升了巷道的支護(hù)效果并且增加了巷道的整體安全與此同時(shí)很好地節(jié)約了煤礦的相關(guān)支護(hù)費(fèi)用和維修費(fèi)用。另一方面，錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用也很大程度上減少了相關(guān)支護(hù)材料的運(yùn)輸工作量并且有效減輕了煤礦工人的工作強(qiáng)度和整體工作量同時(shí)有效加快了煤礦的掘進(jìn)速度并且合理改善了煤礦的井下作業(yè)環(huán)境，從而為煤礦的高產(chǎn)高效奠定了良好的基礎(chǔ)。因此工作人員在錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)注重對工程概況進(jìn)行分析并且合理優(yōu)化支護(hù)參數(shù)，從而促進(jìn)煤礦的整體運(yùn)營水平不斷提升。

1 工程概況

本文以某地區(qū)某煤礦為例，該礦井山位于地表下方約395m并且礦井的設(shè)計(jì)斷面約在19m2左右。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料可以將該巷將穿34層煤。除此之外，由于該煤層的煤質(zhì)較軟因此在巷道開挖后如果沒有進(jìn)行及時(shí)的支護(hù)工作則會(huì)造成抽頂、片幫現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而給煤礦的安全運(yùn)行帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)。該煤礦的巷道斷面較大，根據(jù)工作人員測量其毛寬在4.9m左右并且毛高在4.7m左右，因此可以采用一次成巷的施工工藝。該煤礦的巷道走向長約在2250m左右，在這之中外段的長度在500m左右而中段的長度在1250m左右，里段的長度在500m左右。該煤礦的煤層厚度約在021～220m左右并且平均厚度120m，煤層傾角7～14b，平均傾角11b。另外，該煤礦的結(jié)構(gòu)較簡單并且煤種為肥煤并且該工作面大中小構(gòu)造給支護(hù)帶來不利。因此需要支護(hù)參數(shù)的有效優(yōu)化。

2 巷道寬度確定

在進(jìn)行錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用過程中工作人員需要對采空區(qū)邊緣掘巷、留小煤柱沿空掘巷、沿尚未穩(wěn)定的采空區(qū)邊緣掘巷這三種沿空掘巷的布置結(jié)構(gòu)和布置方式進(jìn)行有效的分析。在分析與研究的前提下得出該煤礦采用留小煤柱布置方式的決定。除此之外，在巷道寬度確定過程中工作人員還需要對煤礦的結(jié)構(gòu)塊體、支護(hù)圍巖小結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并且利用FLAC等數(shù)值模擬軟件對分析結(jié)果進(jìn)行探討，從而最終能夠更好地確定巷道的最優(yōu)煤柱寬度。

3 支護(hù)參數(shù)分析與優(yōu)化

在錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用過程中支護(hù)參數(shù)的分析與優(yōu)化是其工作的重中之重。通常來說支護(hù)參數(shù)的合理分析與優(yōu)化能夠促使巷道在施工完畢后依舊能夠保持較好的通風(fēng)并且為行人安全創(chuàng)造了便利。以下從幾個(gè)方面出發(fā)，對支護(hù)參數(shù)分析與優(yōu)化進(jìn)行了分析。

（1）巷道的頂板通常采用7根螺紋鋼錨桿并且采用鋼帶、鋼筋網(wǎng)的聯(lián)合支護(hù)方式。工作人員在采用加長錨固方式時(shí)需要將錨桿的間距確定在855mm左右并且將排距確保在790mm左右。另外，錨桿的預(yù)緊力應(yīng)當(dāng)大于40kN并且錨固力應(yīng)當(dāng)大于140kN。

（2）該煤礦的巷道高幫煤柱側(cè)采用6根高強(qiáng)預(yù)拉力鋼錨桿并且采用鋼帶、鋼筋網(wǎng)的聯(lián)合支護(hù)方式。工作人員在需要將錨桿間距控制在690mm左右并且排距在790mm左右。與此同時(shí)錨桿預(yù)緊力需要大于22kN并且錨固力大于120kN。

（3）在巷道的低幫實(shí)體側(cè)工作人員需要采取5根高強(qiáng)預(yù)拉力鋼錨桿并且采用鋼帶、鋼筋網(wǎng)的聯(lián)合支護(hù)方式。其中錨桿的間距在590mm左右并且排距在790左右。與此同時(shí)錨桿的預(yù)緊應(yīng)當(dāng)大于30kN并且錨固力大于100kN。

（4）在巷道的頂板工作人員需要每間隔3排錨桿就布置高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索梁并且將錨索的角度控制在垂直頂板向外傾斜22b同時(shí)確保梁長在200m左右而兩錨索之間的距離在120m左右，從而更好地確保錨固的效果與此同時(shí)錨索梁排距為應(yīng)為110m并且預(yù)緊力大于80kN。

（5）工作人員在煤柱側(cè)需要每3排錨桿間布置高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨索桁架支護(hù)系統(tǒng)并且使用220m的槽鋼作為架梁與此同時(shí)確保錨索的孔距在210m左右并且鋼絞線的夾角在45b左右同時(shí)中間用桁架連接器進(jìn)行連接。當(dāng)工作人員采用加長錨固方式時(shí)需要確保錨桿的預(yù)緊力應(yīng)當(dāng)大于80kN。由于考慮到該煤礦的巷道壓力很大因此工作人員需要注重加強(qiáng)筋的有效利用，從而促進(jìn)巷道整體強(qiáng)度的有效提升。

（6）由于該煤礦的頂板完整性較差，因此工作人員需要注重單體錨索的有效安裝，即有效應(yīng)用2-1-2布置方式。如果在這一過程中頂板保持著較為完整的狀態(tài)則工作人員不需要進(jìn)行單體錨索的施工。另外，在掘進(jìn)面施工完畢后工作人員需要進(jìn)行頂板錨索施工并且確保滯后掘進(jìn)面小于490m。除此之外，如果煤礦巷道的幫、頂處存在破碎現(xiàn)象則工作人員需要采用短錨桿超前支護(hù)方式進(jìn)行控制，從而促進(jìn)錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用的安全水平不斷提升。

4 錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)基本要求

在錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用過程中工作人員需要遵循相應(yīng)的基本要求。例如當(dāng)工作人員采用爆破法掘進(jìn)巷道時(shí)應(yīng)當(dāng)注重控制巷道的形狀并且使用人工輔助方式對巷道進(jìn)行成型。另外，在進(jìn)行錨桿排列過程中工作人員應(yīng)當(dāng)注重根據(jù)相關(guān)工程設(shè)計(jì)對錨桿進(jìn)行排列。在鋪網(wǎng)方式的選擇上工作人員應(yīng)當(dāng)遵循從頂板中部向兩邊鋪、幫部網(wǎng)至底角的鋪網(wǎng)方式。除此之外，在人工二次加扭的過程中工作人員應(yīng)當(dāng)確保頂部的扭矩大于140N#m并且?guī)筒看笥?20N#m，滯后控制在4小班內(nèi)并且是由專人實(shí)施的。這些支護(hù)基本要求的有效遵循可以促進(jìn)錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用水平的持續(xù)提升。

5 結(jié)語

在該煤礦的錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)過程中其技術(shù)取得了較好的突破并且很好地實(shí)現(xiàn)了由被動(dòng)支護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù)的進(jìn)步，從而對今后錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在煤礦井下掘巷的應(yīng)用提供了成功的案例。根據(jù)工程統(tǒng)計(jì)人員統(tǒng)計(jì)錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)在該煤礦井下掘巷中的應(yīng)用為工程整體節(jié)約了15%-18%的支護(hù)費(fèi)用，在取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上也促進(jìn)了煤礦整體運(yùn)營水平的持續(xù)提升。

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作者簡介：王鋼（1975—），陜西渭南人，供職于陜西陜煤黃陵礦業(yè)集團(tuán)一號煤礦，研究方向：煤礦

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