復雜條件下掘進工作面支護

陳德東

摘要：隨著煤炭工程和行業發展的擴大，煤層開采的地質條件復雜性越來越高，煤層開采的難度也不斷提升，需要依托采礦技術的改革與創新來提升煤層開采的效率。本文分析的重點是復雜條件下掘進工作面支護的相關技術，以保證復雜條件下煤礦生產中快速實現安全掘進，提升掘進工作效率和質量。

關鍵詞：復雜條件;掘進工作;工作面支護

隨著煤炭行業規模的不斷擴大，傳統煤礦技術已經不能滿足當前采礦行業的需求，我們要進一步結合煤炭行業發展需要做好采礦掘進技術與支護技術的創新工作，提升我國采礦業的發展水平，推動我國采礦行業在采礦技術和制度方面不斷進步。

1煤礦行業復雜地質條件及其影響

隨著煤礦開采難度的增加，煤層深埋加深以及掘進等影響，導致傳統的錨桿支護技術面臨著大量的安全隱患，影響了錨網支護的設計和工作面的支護效果。根據多個煤礦的相關數據證明，煤層深埋加深以及動壓掘進作用導致巷道應力逐漸增加，部分錨桿錨索出現了因壓力過大而產生破裂的情況，同時由于地下地質條件的復雜性，圍巖的結果不是很理想。圍巖出現了一定的變形和破壞，導致錨網支護設計和支護效果困難，無法有效滿足復雜條件下，掘進工作面的具體支護要求，部分運輸巷道內出現了大量的錨桿錨索破裂，為運輸巷道的正常使用埋下了安全隱患。

2復雜條件下掘進工作面支護原則和方法

2.1復雜條件下支護應注重一次支護到位

復雜條件下，掘進工作面容易出現圍巖的變形，應根據巷道搜集的數據進行整理和分析，分析各巷道內錨桿、錨索的最大壓力值，了解圍巖變形情況，在實施錨網支護時，應根據巷道中對錨桿、錨索壓力值的測算，推斷圍巖變形情況和壓力產生的主要范圍，主動進行支護，并實施一次支護到位，防止出現二次支護的情況。一次支護到位是有效應對圍巖變形的主要方式，符合錨網支護的原理，一次支護到位可以有效解決圍巖揭露的情況，而一次支護不成功則說明圍巖已經發生了離層現象，此時實施二次支護的難度比較大，而且支護的效果不是很理想。此外，一次支護成功也提升了巷道的安全性，符合安全性和經濟性原則，可以有效解決巷道圍巖變形問題，更好的服務煤礦的安全生產。

2.2注重預應力施加原則

預應力施加是錨網支護的關鍵技術，是區分錨網支護是被動支護還是主動支護的參考標準。在實施錨網支護時，應注重主動支護，因此應注重預應力的達標。一是，可以根據實際技術儲備和需要對錨桿進行預應力的施加。二是，通過配件實現錨桿預應力的擴敞，提升錨桿作用的范圍，提升錨網支護的整體強度。錨網支護中，預應力的擴敞需要錨桿配件來完成，也是主動支護的關鍵，只有預應力的擴散達到理想的效果才是真正意義的主動支護。

2.3強度、剛度符合條件時應適當減少錨桿數量

錨桿數量與掘進速度之間有明顯的關系，在保證巷道安全的前提下應盡量減少巷道錨桿的數量，提升掘進的速度。因此，掘進工作面支護時應注重提升錨桿的強度和剛度，根據實際工作面的需要和復雜條件具體數據的整理和測量，可以選擇大直徑的錨桿和高精度的錨桿，提升其強度，同時通過錨桿的配件提高錨桿的預應力，加固錨桿，提升錨網的系統支撐能力。在錨桿和錨網支護監測數據符合工作面的支護要求的前提下，通過錨桿強度和剛度的提升，降低巷道工作面中錨桿的數量，降低支護的密度，提升工作面的掘進速度。

錨桿數量的減少前提是強度、剛度的臨界原則，以保證掘進工作面的安全，進而保證掘進速度和巷道的安全性。錨桿和錨網的支護系統是存在強度臨界點的，在減少錨桿數量時應注重臨界值的測算，測算錨桿、錨網支護強度與剛度是否超過了臨界值，只有超過臨界值才能確保巷道的安全性，保證煤礦的安全生產和正常掘進，如果沒有超過臨界值則容易造成掘進工作面的不穩定，影響安全生產，產生安全隱患。

2.4錨桿支護應堅持可操作性和匹配性原則

復雜條件下，掘進工作面的支護依托錨桿和錨網完成，因此，錨網和錨桿在設計和施工過程中必須要堅持可操作性原則，選擇合適的施工工藝，既符合現場施工和安全支護的需要，又實現操作工藝的相對簡化，與掘進工具相匹配，只有這樣才能更好的進行工作面的掘進，提高掘進的速度和質量。

此外，錨桿支護應堅持匹配性原則。錨桿、錨網并不是單獨的存在，而是有其匹配的相關配件。錨桿、錨網施工設計過程中應注重配件的匹配性，錨桿構建需要相互匹配，包括托板、螺母、鋼帶、墊片等參數與力學性能，只有當這些參數和力學性能達到支護的要求時，才能確保錨桿、錨網起到應有的支護作用，提升整個掘進工作面的支護性能和整體作用，如果錨桿相關的配件無法達到具體的設計要求，那么錨桿和錨網支護系統的支護效果會大打折扣，容易產生安全生產事故。因此，在剛開挖的巷道，應對巷道周圍及時加上強力的邊界條件，發揮高強度強力錨桿和錨索的功能性，同時注重圍巖自身的承載力，共同抵抗巷道圍巖的應力變化.從而提升巷道的安全性保證掘進工作面的支護效果和掘進工程的順利進行。

3總結

隨著我國煤礦開采規模和質量的不斷擴大，煤層開采的難度也越來越大，條件日趨復雜化。在這種背景下，煤礦生產企業應注重對復雜條件下掘進工作面的支護，對錨桿、錨索組成的支護系統進行研究和分析，分析其如何更好的實現掘進工作面的安全支護，確保安全生產和掘進的工作效率。

參考文獻：

[1]高勇澤，復雜地質條件下的煤礦掘進支護技術研究[J].能源與節能，2018（04）.