石曙光

(山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安分公司,山西高平 048400)

錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題分析及處理

石曙光

(山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安分公司,山西高平 048400)

近年來(lái),煤巷錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)由于十分突出的先進(jìn)性、技術(shù)性和優(yōu)越性,在各類煤礦中得到廣泛的應(yīng)用和推廣。但錨網(wǎng)支護(hù)在應(yīng)用過(guò)程中仍然導(dǎo)致了多起冒頂事故的發(fā)生,本文分析了錨網(wǎng)支護(hù)的作用原理及應(yīng)用中常見(jiàn)的問(wèn)題,并提出了相應(yīng)的解決措施。

錨網(wǎng)支護(hù) 問(wèn)題 措施

1 概述

近年來(lái),國(guó)內(nèi)煤礦企業(yè)大力推行錨網(wǎng)支護(hù),它是一種先進(jìn)的主動(dòng)支護(hù)工藝,使井巷工程支護(hù)技術(shù)產(chǎn)生了深刻的變革。但是在巷道中具體施工和應(yīng)用錨網(wǎng)支護(hù)方法時(shí)又會(huì)遇到一些問(wèn)題,制約著錨網(wǎng)支護(hù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。本文詳盡分析了錨網(wǎng)支護(hù)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題,并提出了一些切實(shí)可行的解決辦法,對(duì)巷道錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的工程應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。

2 錨網(wǎng)支護(hù)作用機(jī)理

錨網(wǎng)支護(hù)是一種主動(dòng)支護(hù)方法,其實(shí)質(zhì)是通過(guò)錨桿的軸向、橫向約束效應(yīng)提高圍巖承載能力,使錨桿與圍巖形成穩(wěn)定的承載結(jié)構(gòu)統(tǒng)一體,特別是當(dāng)圍巖產(chǎn)生塑性破壞后,錨桿-圍巖承載結(jié)構(gòu)的承載能力顯著提高,破壞較緩慢,并能夠保持較高的殘余強(qiáng)度。

當(dāng)頂板上方存在一定范圍的堅(jiān)硬巖體時(shí),可在上覆堅(jiān)硬巖體上懸吊直接頂,而在軟巖巷道中,錨桿可以鎖緊和提高破碎的巖體的強(qiáng)度,每根錨桿在其全長(zhǎng)范圍對(duì)圍巖巖體提供加壓作用力,而聯(lián)結(jié)所有的錨桿加固區(qū)形成一個(gè)連續(xù)的加固拱,既提高了本身圍巖的強(qiáng)度,又有效的抵抗了外部巖體地壓,防止變形,同時(shí)還可以隨圍巖共同移動(dòng)。因此,錨桿支護(hù)在錨固頂板范圍內(nèi)能獲得成功的一個(gè)原因就是懸吊作用。

錨桿在層狀巖體中支護(hù)時(shí),疊合在一起的層狀巖層由于受到錨桿的軸向力和抗剪切力的作用而被擠緊, 層間摩擦力隨之增大。同時(shí)阻止了層狀巖層的錯(cuò)動(dòng),從而將疊合梁轉(zhuǎn)化為組合梁。然而,組合梁形成于承載過(guò)程中,錨桿的作用和承載能力難以計(jì)算,因此,該理論難以應(yīng)用到錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)中。

同時(shí),錨桿與錨網(wǎng)支護(hù)作用有機(jī)的結(jié)合,大大提高了圍巖的抗彎、抗剪能力,使加固拱形成一個(gè)更完成的機(jī)體。

3 錨網(wǎng)支護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題分析

錨網(wǎng)支護(hù)的應(yīng)用提高了整體掘進(jìn)機(jī)械化水平,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。然而錨網(wǎng)支護(hù)應(yīng)用過(guò)程中也存在著以下問(wèn)題。

(1)煤礦企業(yè)在井下施工打錨桿、錨索孔時(shí),導(dǎo)通頂板水,造成工作面淋水,惡化了工人作業(yè)環(huán)境,增加了窩頭排水工作,嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度。

(2)錨網(wǎng)支護(hù)應(yīng)用在永久性巷道時(shí),由于服務(wù)年限長(zhǎng)或受動(dòng)壓影響,造成頂、幫 煤體風(fēng)化掉落,巷道出現(xiàn)變形、失修,錨桿、錨索支護(hù)強(qiáng)度降低,甚至失效,同時(shí),錨桿、網(wǎng)片由于巷道的積水等因素而出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,造成局部垮落冒頂?shù)葐?wèn)題。

(3)巷道掘進(jìn)施工中,地質(zhì)條件發(fā)生變化,煤體較酥時(shí), 造成局部片幫、高頂?shù)痊F(xiàn)象,使得鋼帶壓不住煤體。

(4)沒(méi)有合理使用巷道爆破參數(shù),違規(guī)使用放大炮、起爆毫秒雷管等,致使煤壁松散,增加和擴(kuò)展了圍巖裂隙,造成兩幫成形不好,全部錨盤無(wú)法緊貼巖面,圍巖變形量增加,裂隙向圍巖深部發(fā)展,使圍巖在自由狀態(tài)下變形、破壞,導(dǎo)致滑移線外移,破壞范圍加大。

(5)一些煤礦企業(yè)的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)仍停留在經(jīng)驗(yàn)類比法的基礎(chǔ)上,沒(méi)有根據(jù)圍巖的性質(zhì),埋深的大小合理選擇錨桿類型、規(guī)格和錨固方式,雖然有時(shí)也能滿足部分巷道對(duì)支護(hù)強(qiáng)度的要求,但更多情況下是強(qiáng)度過(guò)大造成隱性浪費(fèi),或強(qiáng)度不夠造成巷道破壞。

(6)現(xiàn)行施工工序不合理,某些方面只考慮了施工方便和進(jìn)度,沒(méi)有徹底清理機(jī)前巷道,浮煤掩埋了巷道兩壁,致使巷幫裸露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),圍巖應(yīng)力已部分釋放,煤壁已遭破壞,頂部錨桿錨入基巖的有效長(zhǎng)度很少,無(wú)法控制頂板的離層下沉。

(7)巷道內(nèi)錨網(wǎng)支護(hù)后煤巖新的應(yīng)力平衡狀態(tài)沒(méi)有完全阻止頂板的微量下沉和兩幫煤體向內(nèi)部的少量位移,繼而網(wǎng)兜現(xiàn)象在強(qiáng)度弱的地段出現(xiàn)并隨著時(shí)間的推移,最終出現(xiàn)掉網(wǎng)兜或網(wǎng)兜破裂,頂部掉渣,兩幫內(nèi)鼓,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)冒頂。

(8)錨網(wǎng)支護(hù)施工過(guò)程中,由于在打注錨桿后沒(méi)有及時(shí)全面緊固錨桿,則由于圍巖的蠕動(dòng)變形,錨桿盤往往被自然壓緊,致使初始圍巖運(yùn)動(dòng)不受限制,層間結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大減弱,圍巖松動(dòng)圈進(jìn)一步擴(kuò)大,為巷道變形破壞提供了條件。

4 解決措施

(1)針對(duì)井下施工工作面淋水的問(wèn)題,可在打好錨桿孔后,在錨桿索體上纏繞用長(zhǎng)條小布袋裝的堵水材料,阻止水流流向工作面。

(2)永久性巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)時(shí),最好采用錨網(wǎng)與噴漿聯(lián)合支護(hù),增強(qiáng)巷道的支護(hù)強(qiáng)度,阻止煤體過(guò)早風(fēng)化掉落。

(3)掘進(jìn)施工煤體較酥時(shí),可在鋼帶下(上)方墊帶錨桿孔的木托板,使得鋼帶能夠壓緊煤體?？s小排距或采用錨噴支護(hù),必要時(shí)可以采用工鋼與錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的方式。

(4)在錨網(wǎng)支護(hù)的巷道實(shí)施光面爆破,使掘進(jìn)的巷道輪廓符合設(shè)計(jì)要求,圍巖表面光滑,成形規(guī)整,巖幫基本不受破壞,減少裂隙,提高穩(wěn)定性。

(5)要根據(jù)巷道的服務(wù)年限合理選擇支護(hù)的設(shè)計(jì)參數(shù),增加金屬網(wǎng)的強(qiáng)度、耐銹蝕性,抗氧化性、增大網(wǎng)絲直徑、增加網(wǎng)孔密度、增加錨桿的支護(hù)密度,保證巷道在服務(wù)期間的穩(wěn)定。

(6)加強(qiáng)錨網(wǎng)施工管理,及時(shí)支護(hù),減少頂幫的裸露時(shí)間,防止頂板下沉離層,減少頂網(wǎng)兜出現(xiàn)的機(jī)會(huì),防止片幫造成超寬;及時(shí)上足預(yù)緊力,保證根錨都及時(shí)起支撐作用,防止頂板離層、溜幫,增加鋪聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量,增加網(wǎng)對(duì)頂幫的張力;按設(shè)計(jì)施工好錨桿角度,使壓力按設(shè)計(jì)傳遞;按設(shè)計(jì)要求打錨索。

(7)在錨網(wǎng)支護(hù)施工中,應(yīng)先吹凈錨桿眼內(nèi)殘余的煤巖粉末,頂部錨桿角度應(yīng)盡量垂直巖層的層理方向,保證錨桿具有有效的支護(hù)長(zhǎng)度,嚴(yán)禁施工串皮錨桿,必須緊貼煤壁上錨桿托盤及螺栓,并將網(wǎng)拉緊。

(8)定期檢查服務(wù)年限較長(zhǎng)的錨網(wǎng)巷道支護(hù)狀況,對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)處理,如補(bǔ)打錨桿、錨索或套支U型鋼、工字鋼支架等。

5 結(jié)語(yǔ)

及時(shí)高效地解決錨網(wǎng)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題,對(duì)擴(kuò)大推廣應(yīng)用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)具有十分積極的意義。而通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和加強(qiáng)施工管理,是提高錨網(wǎng)支護(hù)施工質(zhì)量,提高井巷安全性的有效措施。

[1]錨桿支護(hù)新技術(shù)與產(chǎn)品選型設(shè)計(jì)及事故防范處理實(shí)用全書(shū)[M].中國(guó)知識(shí)出版社,2005年.

[2]鄧小林.深井煤巷錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)優(yōu)化及管理[J].煤礦開(kāi)采,2005年06期.

[3]潘金來(lái).深部巷道錨注支護(hù)技術(shù)應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2009(06).

石曙光(1979—),男,山西高平人,本科,技術(shù)員,主要從事煤礦井下開(kāi)拓掘進(jìn)工作。