煤礦采煤掘進工作中高強支護的技術分析

王治峰

(神華神東煤炭集團公司三道溝煤礦管理處,陜西榆林 719407)

煤礦采煤掘進工作中高強支護的技術分析

王治峰

(神華神東煤炭集團公司三道溝煤礦管理處,陜西榆林 719407)

隨著科技的進步,高強支護技術已經成為煤礦采煤掘進工作中支護結構設計和施工的關鍵技術,本文主要結合陜北府谷礦區煤層和巖層的結構特點,分析了高強支護技術的特點和常用的支護技術,進而探討了光爆錨噴網支護技術、超高強噴射混凝土支護技術和聯合支護技術等高強支護技術在煤礦采煤掘進工作中的應用。

煤礦井下 采煤掘進 高強支護技術 應用

在深部礦井采煤中光爆錨桿支護技術的應用,主要是根據深部巷道掘進的地壓特點采取圍護巷道的防護措施,由于煤礦井下深部的地壓較大,且原巖的應力較高,在完成巷道掘進之后其圍巖會由于應力的釋放,而出現了應力降低現象,當圍巖盈利降低時巖石會隨著應力的逐漸釋放,會造成巷道移動、變形,因而需要采取有效的加固防護措施和高強支護技術。

1 高強支護技術分析

高強支護技術在實際的煤礦采煤作業應用中應該結合煤礦巷道的實際情況,采用半圓拱斷面凈寬和凈高之積的計算方法來設計高強支護,充分發揮高強支護技術的加固作用,目前常用的高強支護技術主要包括光爆錨噴網支護技術、超高強噴射混凝土支護技術和聯合支護技術等,這些高強支護技術結合煤礦采煤煤層結構、圍巖巖層特性等實際情況,加固巷道、增強頂板與圍巖強度、承載力的高效支護技術,已經廣泛應用到煤礦采煤巷道掘進住支護結構設計中,極大保證了煤礦深部采煤巷道的安全性和穩定性,保證采煤機械的順利推進,確保煤礦井下生產運輸的連續性和安全性。

2 高強支護技術在煤礦采煤掘進工作中的應用

2.1 光爆錨噴網支護技術

錨桿的加固拱作用可以提高巖性解構薄弱部位的抗剪能力,通過在礦井深部圍巖周邊一定厚度的范圍內形成一種加固拱,這種加固拱不僅可以維持巖性自身的穩定性,而且還能夠有效防止上部圍巖巖性發生變形、松動等現象,從而保證煤礦采煤巷道掘進的效果和巷道的安全性,錨桿的懸吊作用是把將要冒落的軟弱巖層或者危巖懸吊在上部堅硬的圍巖上,由錨桿支撐軟弱巖層或者危巖的重載,對于錨桿的圍巖補強作用是通過在巷道周圍設置錨桿,可以減輕巷道圍巖深部巖石的荷載,提高圍巖的強度,改善圍巖拉應力、壓應力情況,而錨桿的組合梁作用是指在層狀巖層的深部巷道頂板中可以通過采用一系列的錨桿,這樣可以講錨桿內的薄層巖層錨成巖石組合梁,從而提高巷道頂板的承載力,確保巷道的安全性和穩定性。

2.2 超高強噴射混凝土支護技術

在煤礦深部采煤巷道掘進中由于地質構造較為特殊和復雜,而且在較為封閉的環境下深部圍巖的巖層極其不穩定,深部巖層容易發生變形、松動,若巷道支護體強度不高的話,會引發嚴重的煤層壓出與沖擊地壓等現象,極為不利于巷道掘進工作順利完成,因而采用高強支護技術和高強支護結構是至關重要的,而超高強噴射混凝土支護技術一種有效加固深部巷道頂板、保證想到穩定的有效支護技術措施,其中可以運用干式噴射混凝土、濕式噴射混凝土、潮式噴射混凝土與水泥裹砂噴射混凝土方法,其中干式噴射混凝土支護方法是指將水泥、混凝土和速凝劑,通過人工或者機械進行拌合,在拌合均勻之后使用干式噴射混凝土噴砂機,利用壓縮空氣,將混凝土混合料輸送到噴射嘴,然后在噴射嘴處按照一定的水配合比進行加水,然后在水與干料快速融合之后在噴射嘴處噴射到礦井巷道圍巖墻壁上,從而形成一種超高強噴射混凝土支護體,也可以采用潮式噴射混凝土方法是指采用一定比例的水泥、水與粗細骨料形成的潮料,使用壓縮空氣、濕式噴射機將潮料運輸到噴射嘴處,在噴射嘴處加入壓力水之后由噴射嘴處向巷道圍巖墻壁上噴射潮料,而采用的濕式噴射混凝土方法也是按照一定配合比的水泥、粗細骨料和和水在均勻攪拌之后,采用濕式噴射機將拌合好的混凝土混合料運輸到噴射嘴處,在噴射嘴處加入速凝劑液體之后由噴射嘴處向礦井圍巖墻壁上進行噴射,而目前采用的一種新型的噴射混凝土方法是水泥裹砂噴射混凝土支護方法,這種噴射方法是指用水泥將砂粒裹住、調制混凝土或者水泥砂漿,之后采用壓縮空氣和泵送方式將噴射混凝土混合料輸送到噴射嘴處,再由噴射嘴處向井巷圍巖墻上進行噴射,從而可以形成一種超高強噴射混凝土支護體,增強深部圍巖巖石的強度、剛度和承載力,確保礦井采煤巷道的安全性呵呵穩定性。

2.3 聯合支護技術

聯合支護技術形成的高強支護,主要是采用錨背支護、U型鋼可縮性支架聯合形成的超高強 支護體,可以有效解決在噴射混凝土支護結構不能保證深部巷道完整性的問題和不足,而且還可以有效防止巷道發生流動、移動和變形現象,其中采用的U型鋼可縮性支架,不僅可以適應礦井深部巷道的變形,而且還能夠有效控制巷道頂板及煤層結構側向變形,另外,聯合支護技術常用的錨背網材料主要是木材、金屬網、鋼筋網、塑料網和混凝土等,而其中在礦井巷道支護施工中應用最廣泛的是鋼筋網背板,通過同錨桿將鋼筋網背板錨于礦井巷道頂板上,然后再與U型鋼可縮性支架聯合,從而形成一種聯合支護體,這樣可以充分發揮聯合支護內部、外部的支護作用,從而提高巷道頂板、圍巖巖石整體的穩定性和安全性,保證煤礦井下采煤作業的安全進行。

3 結語

綜上所述,高強支護技術是煤礦采煤巷道掘進后支護結構設計和施工的重要技術,在高強支護技術應用中要嚴格控制高強支護施工工序,保證高強支護結構施工質量,實現高強支護的加固作用、補強作用,不斷提升煤礦采煤巷道圍巖的強度、承載力和應力,保證礦井巷道的穩定性和采煤作業的安全成產銷率。

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