王祥

(淮北金石礦業(yè)有限責(zé)任公司,安徽淮北 235000)

煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的研究探討

王祥

(淮北金石礦業(yè)有限責(zé)任公司,安徽淮北 235000)

安全生產(chǎn)是煤礦企業(yè)管理的頭等大事，干系人民生命財(cái)產(chǎn)安全與企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展，也是維護(hù)社會(huì)和諧與政局穩(wěn)定的現(xiàn)實(shí)需要。煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)是一種替代傳統(tǒng)棚式支護(hù)的新技術(shù)，有助于維護(hù)巷道穩(wěn)定，降低生產(chǎn)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。本文對錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行分析，對目前該技術(shù)常見的幾種實(shí)現(xiàn)方式、監(jiān)測維護(hù)方法進(jìn)行概述，最后做出展望。

安全生產(chǎn) 煤礦 巷道 煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

我國是一個(gè)煤炭資源利用大國，煤炭開采量據(jù)世界第一位，但煤炭安全生產(chǎn)狀況不容樂觀，煤礦安全事故層出不窮，不僅造成了巨大的人民生命財(cái)產(chǎn)損失，還造成了極其惡劣的社會(huì)影響，影響社會(huì)和諧與政局穩(wěn)定。錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)是一種主動(dòng)支護(hù)技術(shù)，可以根據(jù)巷道周圍巖層物理參數(shù)，進(jìn)行調(diào)整加固，提升了支護(hù)的強(qiáng)度，控制、抑制支護(hù)體受圍巖壓力影響而產(chǎn)生變形，進(jìn)而保障煤礦巷道穩(wěn)定性[1]。本次研究對該技術(shù)進(jìn)行概述。

1 錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)優(yōu)勢

傳統(tǒng)巷道支護(hù)技術(shù)多采用棚式結(jié)構(gòu)，這是一種被動(dòng)承載結(jié)構(gòu)，在開采之初，棚式結(jié)構(gòu)因良好的物理支撐性能，承載效果較高，可以抵御來自于四周特別是上方的壓力，但是隨著時(shí)間的推移，在圍巖與巷道面位移作用下，棚式護(hù)體物理結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生緩慢的變化，致穩(wěn)定性被破壞，進(jìn)而增加坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。而錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)是一種主動(dòng)性支護(hù)技術(shù)，具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，可據(jù)監(jiān)測所得圍巖力學(xué)參數(shù)與支護(hù)體受力參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，改變其物理結(jié)構(gòu)性能，適應(yīng)圍巖壓力，分散受力，提升加固效果[2]。該技術(shù)可充分發(fā)揮圍巖的自承載力，將所受承載力有效的分配至圍巖與錨桿兩側(cè)，并通過錨桿的伸縮性抑制、控制變形，減輕變形對整個(gè)支護(hù)性能的影響，總而言之，錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)初始支護(hù)強(qiáng)度參數(shù)相較于傳統(tǒng)棚式支護(hù)技術(shù)有較大的提升。

2 錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)實(shí)現(xiàn)方式

錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)已基本成熟，主要構(gòu)件包括錨桿、鋼筋托梁、金屬網(wǎng)與錨索，錨桿宜選擇采用樹脂加長方式加固后的高強(qiáng)錨桿，隨后再擇取鋼筋托梁、金屬網(wǎng)與錨索，其支護(hù)方式部位與傳統(tǒng)支護(hù)方式基本相同，可分為頂板支護(hù)與巷幫支護(hù)。

2.1 頂板支護(hù)

頂板支護(hù)即對受力頂板進(jìn)行的支護(hù)，在錨梁網(wǎng)索聯(lián)合頂板支護(hù)中，為提高錨桿桿體穩(wěn)定性與施工合理性，一般將錨固控制在1200mm左右，以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)22°，長約2m～2．5m無縱筋螺紋鋼筋為施工對象，選擇尺寸大小約為120mm×120mm與錨桿長度相一致的拱形高強(qiáng)度托盤作為頂板。在設(shè)置布置錨桿時(shí)，應(yīng)首先考慮距離巷幫最近的頂錨桿，其外偏偏角以30°左右為宜，其它錨桿設(shè)置與傳統(tǒng)支護(hù)基本相同，偏角應(yīng)為90°與支護(hù)位置相垂直。為強(qiáng)化支護(hù)性能，在選擇頂板時(shí)，應(yīng)考慮錨索的選用，通常做法是，在距離小煤柱幫約1．7m～2m處，在作用位置垂直方向上設(shè)定1排錨索，并對錨索加以樹脂錨固定劑進(jìn)行加固。

2.2 巷幫支護(hù)

巷幫支護(hù)中錨桿、托板參數(shù)與尺寸與頂板支護(hù)基本相同，其主要不同點(diǎn)在于鋼筋托梁的設(shè)置與作用，通常做法是，以14mm高強(qiáng)度鋼筋為托梁主體，采用復(fù)合焊接進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)以0．8m間距對錨桿進(jìn)行布置，以10°左右的外偏角設(shè)置兩側(cè)錨桿。相對來說，這種巷幫支護(hù)布置與維護(hù)簡單，是煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)中的主體部分，頂板支護(hù)屬于補(bǔ)充部分。

3 錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的維護(hù)

錨梁網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)相較于傳統(tǒng)棚式支護(hù)技術(shù)，其最大的優(yōu)勢便在于可調(diào)節(jié)性，但相應(yīng)的該技術(shù)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、對管理要求較高，維持施工人員需要對該技術(shù)有一個(gè)全面的了解，對其原理、應(yīng)用、維護(hù)了然如胸。在設(shè)置錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)后，進(jìn)行礦壓監(jiān)測非常必要，是進(jìn)行支護(hù)調(diào)整的關(guān)鍵。

3.1 日常監(jiān)測

(1)頂板離層日常監(jiān)測，按照頂板離層指示儀與巷道實(shí)際高度大小，可分為兩個(gè)部分：①對于與工作面距離50m以內(nèi)，仍在指示儀有效范圍內(nèi)的頂板離層，應(yīng)以指示儀指示刻度為監(jiān)測重點(diǎn)；②對于超出50m以外的頂板離層，應(yīng)以指示儀顏色為監(jiān)測重點(diǎn)，當(dāng)刻度墜顯示為綠色區(qū)域時(shí)，提示該層面隔離層性能仍較好，整個(gè)巷道穩(wěn)定性較好，當(dāng)顯示為黃色區(qū)域時(shí)候，表示頂板離層松動(dòng)情況較嚴(yán)重，巷道穩(wěn)定性較差。

(2)錨桿錨固力監(jiān)測：通過做法是，在施工作業(yè)過程中，采用抽樣檢驗(yàn)方式，由技術(shù)員與驗(yàn)收員同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，在2日內(nèi)對10%以上的巷道進(jìn)行錨桿固定力進(jìn)行監(jiān)測，若均值達(dá)到70kN以上，需停止作業(yè)[3]。

3.2 綜合監(jiān)測

綜合監(jiān)測是對整個(gè)巷道狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)分析的過程，是對以往一段時(shí)間內(nèi)日常監(jiān)測所得結(jié)果，應(yīng)用力學(xué)、地質(zhì)學(xué)等理論知識(shí)相關(guān)技術(shù)，利用模型、相關(guān)軟件、計(jì)算機(jī)工具，評估預(yù)測巷道穩(wěn)定性，一般來說主要內(nèi)容包括：①對煤礦開采面物理位移進(jìn)行分析，主要依據(jù)參數(shù)包括頂部與其兩幫的相對位移參數(shù)、巷道與地面相對位移參數(shù)；②各位置頂板離層狀態(tài)，包括錨固區(qū)內(nèi)頂板圍巖位移狀況，及頂板意外圍巖位移狀況。

4 結(jié)語

維護(hù)煤礦巷道穩(wěn)定性是關(guān)系煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)替代傳統(tǒng)棚式支護(hù)的重要技術(shù)，在布置施工時(shí)，應(yīng)合理選材、仔細(xì)斟酌、科學(xué)布局、綜合考量，以保障安全生產(chǎn)為第一要?jiǎng)?wù)，在完工后也并不是安全管理工作的終點(diǎn)，而是安全管理的起點(diǎn)，企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照程序進(jìn)行日常監(jiān)測、綜合監(jiān)測，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，保障煤礦作業(yè)穩(wěn)定、高效運(yùn)行，這才是煤礦企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展之道。

[1]楊本生,劉超,趙明洲,等.錨梁網(wǎng)索+中空注漿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)[J].煤炭工程,2009(12):38-39.

[2]趙晉強(qiáng),喬穎.煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的研究探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012(10):98-99.

[3]劉亮明.探討煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2013(30):57.

[4]李學(xué)良.錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)方式在軟巖煤層巷道中的應(yīng)用[J].科技信息,2011(23):441-442.