“三軟”地層條件下快速掘進技術

李欣華 李偉

摘 ? ?要：分析現(xiàn)階段我國不可再生資源井下挖掘作業(yè)基本情況，可知受到多種因素影響，導致很多資源埋藏地區(qū)的地層條件非常惡劣，挖掘難度非常大，極大的增加了挖掘成本及安全風險，使得開采企業(yè)的經(jīng)濟效益較低，尤其是在一些三軟地層條件下降進行的掘進作業(yè)出現(xiàn)了很多問題，所以需要資源開采企業(yè)在具體的符合三軟地層條件要求的地方進行資源開采掘進作業(yè)期間，對此種地層條件特點進行準確的把握，之后利用應用價值高且先進的快速掘進技術進行資源開采，便可以取得理想的資源開采結果。基于此本文對三軟地層條件的相關內(nèi)容進行了概述，并對此種地層條件之下使用的快速掘進技術應用作以了深入分析，希望可以為后續(xù)更多在三軟地層條件下進行掘進工作的資源開采單位提供井下快速掘進技術的應用指導。

關鍵詞：三軟;地層;快速;掘進;技術

1 ?前言

現(xiàn)階段煤炭、石油及天然氣等不可再生資源在社會經(jīng)濟發(fā)展與人們的生產(chǎn)生活中有著較多的應用，而且取得了理想的有應用成效，市場對于這些資源的需求量非常大，所以開采企業(yè)積極順應市場發(fā)展趨勢，投入了大量的人力、財力、物力及技術進行了資源的開采作業(yè)，以期開才出來的大量資源能夠有效滿足的市場的利用需要，助推開采企業(yè)可以健康長遠的發(fā)展，但是分析實際的資源開采作業(yè)情況，發(fā)現(xiàn)地層條件不佳給采礦掘進造成的不良影響非常大，這就需要開采企業(yè)對開采工作有著很大阻礙的三軟地層條件加強研究，找出有助于在此種地層條件下順利掘進作業(yè)的技術，促使相關技術應用時可以規(guī)避三軟地層條件帶來的不良影響，確保掘進作業(yè)質(zhì)量高，能夠開采出大量的資源。

2 ?“三軟”地層概述

三軟地層具體指的是進行井下作業(yè)期間，如果相應掘進地方的頂板屬于質(zhì)軟且易破碎的巖層或泥層，抗壓強度較小，內(nèi)摩擦角及粘結力均較小，穩(wěn)定差，有著流變性特點，同時煤層存在一定程度的風化或者易于風化特點，底板硬度與抗壓強度小，那么此種地層便可以稱之為三軟地層，井下礦井作業(yè)人員進行掘進操作時難度較大，如果速度過慢非常容易發(fā)生巖石及煤層掉落、垮塌問題，威脅井下作業(yè)人員的人身安全，并且垮塌之后使得井下掘進作業(yè)更加難以迅速進行，使得掘進作業(yè)時間大大延長，顯著增加了資源開采企業(yè)的經(jīng)濟成本，需要利用新型的快速掘進技術進行施工作業(yè)，促使在該種地層條件下的資源開采作業(yè)工作效率與安全均較高[1]。

3 ?“三軟”地層條件下快速掘進技術應用分析

3.1 ?技術

總結很多資源開采企業(yè)在三軟地層之下進行掘進作業(yè)使用的技術，可以了解到三掘三噴作業(yè)技術較為常用，具體操作期間需要作業(yè)人員準備錨桿、金屬網(wǎng)及噴射混凝土材料進行作業(yè)區(qū)域的支護處理，其中選擇的錨桿要求長度與直徑分別控制為1900毫米、18毫米，桿體露出支護區(qū)域長度控制在100毫米以下，應用的金屬網(wǎng)材質(zhì)屬于冷拔鋼絲，實際進行混凝土噴射時的厚度需要控制為100毫米。具體進行三掘三噴技術應用時需要作業(yè)人員進行掘進與混凝土噴射的交叉作業(yè)，連續(xù)進行三個循環(huán)，以此應用于三軟地層施工中有著非常好的支護效果，發(fā)生煤層風化、頂板掉頂問題及冒頂事故風險小，而且與常規(guī)使用的二掘一噴作業(yè)技術進行應用效果比家里，發(fā)現(xiàn)此種新型的掘進支護技術使得常規(guī)技術應用時容易出現(xiàn)圍巖容易被暴露、易風化、錨桿失效等問題進行了有效地控制解決，支護結構輕易不會受到破壞，并且噴射了多次混凝土，使得圍巖變形及煤層風化速度放緩，此外基于該技術的井下掘進作業(yè)工作，使得混凝土噴射速度提升，煤層風化暴露時間縮短，極大的提升了井下頂板的穩(wěn)定性，有效掘進時間和之前相比較增加[2]。

3.2 ?應用

開采單位要面向全體井下作業(yè)人員進行三掘三噴作業(yè)技術的培訓，促使作業(yè)人員低于該作業(yè)技術包含的內(nèi)容有著非常多的認識和了解，之后可以在具體的施工作業(yè)期間充分利用相關的作業(yè)技術做好井下快速掘進作業(yè)，確保掘進作業(yè)效果好。具體應用三掘三噴作業(yè)技術時，要做好下列工作。

首先作業(yè)人員需要對作業(yè)地方的三軟地層條件進行充分的調(diào)查了解，之后依據(jù)斷面設計尺寸，對于井下巷道進行規(guī)整的處理;進行錨桿支護施工時，注意作業(yè)人員需要對利用到的全部錨桿規(guī)格尺寸進行檢查，確定錨桿不存在任何質(zhì)量問題后，便可以進行錨桿支護施工，要按照設計深度與間隔距離進行各個錨桿的安裝設施，待錨桿置于相應位置后要對錨桿角度進行測量，確定不存在問題后便可以利用電鉆、螺母進行錨桿緊固處理，促使錨桿可以穩(wěn)固的安裝在相應的地方，要求錨桿拉拔力處于井下掘進作業(yè)要求的范圍以內(nèi)。

其次金屬網(wǎng)與噴漿作業(yè)，在金屬網(wǎng)安裝作業(yè)時，需要作業(yè)人員對于金屬網(wǎng)進行搭接處理，長度控制為100mm，之后利用鐵絲對于整個金屬網(wǎng)進行搭接處理，確保金屬網(wǎng)可以服帖的置于巖層表面之上，充分利用金屬網(wǎng)的牽拉作用，防止穩(wěn)定性差且質(zhì)地非常松軟的巖層發(fā)生脫落問題，如果張貼金屬網(wǎng)期間發(fā)現(xiàn)部分地方已經(jīng)出現(xiàn)了碎裂問題，此時還需要在這些地方進行木質(zhì)托盤的安裝，用以規(guī)避碎裂的石塊直接脫落所致的井下掘進作業(yè)安全事故發(fā)生;作業(yè)人員在進行作業(yè)區(qū)域的噴漿作業(yè)期間，需要對噴漿厚度進行有效把握，之后操作噴射機進行循環(huán)三次的噴漿操作。在作業(yè)期間如果作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)井下巷道頂板區(qū)域有著非常大的破碎壓力時，需要作業(yè)人員技術聯(lián)系技術人員進行錨桿支護間距的研究，以此通過科學的計算，對于錨桿之間的間距進行合理調(diào)節(jié)，一般情況下處于此種頂板狀態(tài)下的支護作業(yè)錨桿間距控制為600mm×600mm較合理，而且技術人員要指導作業(yè)人員基于破碎壓力過大的巷道頂板長度，要進行U型鋼棚的架設，要求每間隔15m設置一處，如果壓力依托鋼棚仍然無法得到有效的優(yōu)化控制處理，還需要利用錨索對于錨桿繼續(xù)進行支護干預，促使井下巷道掘進時的支護效果理想。

最后三掘三噴技術改進之處，即作業(yè)人員需要對當前該技術的應用情況進行總結分析， 找出技術應用的缺陷和不足，然后利用最新的科學技術對于三掘三噴技術繼續(xù)作以優(yōu)化完善，促使該技術能夠在未來的井下巷道快速掘進施工時充分發(fā)揮利用價值，確保巷道掘進速度快且成型良好。具體而言包括進行炮眼炸開操作時，需要利用提前準備好的卷尺、指向儀對于炮眼所在的位置進行精準的定位，防止發(fā)生炮眼位置偏差過大的情況，在進行放炮炸開操作之后，作業(yè)人員要利用卷尺等工具對于巷道長寬高等數(shù)據(jù)進行精準的測量，避免出現(xiàn)巷道掘進施工不規(guī)整的問題，進行混凝土噴射操作期間，作業(yè)人員注意要掛線后再進行初噴處理，之后再將金屬網(wǎng)張貼在巖石表面，并再次進行混凝土材料的復噴操作，以此便可以顯著增強井下巷道掘進施工速度與質(zhì)量，降低作業(yè)問題發(fā)生率。

4 ?結語

目前三軟地層條件下進行的掘進作業(yè)遇到了很多困難，制約著資源開采工作的高效進行，所以要求開采企業(yè)對于井下掘進作業(yè)時的快速掘進技術多進行研究分析，使得掘進技術應用期間的作業(yè)質(zhì)量、效率、安全性和之前同一地層下掘進操作時相比較有著很大的提高，降低頂板坍塌、掉頂?shù)葐栴}發(fā)生風險，為作業(yè)人員構建一個安全的井下作業(yè)環(huán)境，最終使得井下快速掘進作業(yè)達到預期的效果。同時三掘三噴作業(yè)技術在現(xiàn)階段的三軟地層條件下利用時還有著很多問題，要求開采單位工作人員能夠在未來不斷對該技術進行進一步的優(yōu)化，而且可以結合此類地層條件特點重新選擇具有較高應用價值的新的快速掘進技術，促使三軟地層條件下的掘進作業(yè)效果達標。

參考文獻：

[1]呂紅霞，史煥法，王守海.“三軟”地層快速掘進錨噴支護研究[J].山東煤炭科技，2015（8）：35～36.

[2] 杜強.柿花田煤礦“三軟”不穩(wěn)定煤層回采巷道支護技術研究[D].西安科技大學，2013.