王祥
(淮北金石礦業(yè)有限責任公司,安徽淮北 235000)
煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術的研究探討
王祥
(淮北金石礦業(yè)有限責任公司,安徽淮北 235000)
安全生產是煤礦企業(yè)管理的頭等大事,干系人民生命財產安全與企業(yè)長遠發(fā)展,也是維護社會和諧與政局穩(wěn)定的現(xiàn)實需要。煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術是一種替代傳統(tǒng)棚式支護的新技術,有助于維護巷道穩(wěn)定,降低生產作業(yè)風險。本文對錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術優(yōu)勢進行分析,對目前該技術常見的幾種實現(xiàn)方式、監(jiān)測維護方法進行概述,最后做出展望。
安全生產 煤礦 巷道 煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術
我國是一個煤炭資源利用大國,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產損失,還造成了極其惡劣的社會影響,影響社會和諧與政局穩(wěn)定。錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術是一種主動支護技術,可以根據(jù)巷道周圍巖層物理參數(shù),進行調整加固,提升了支護的強度,控制、抑制支護體受圍巖壓力影響而產生變形,進而保障煤礦巷道穩(wěn)定性[1]。本次研究對該技術進行概述。
傳統(tǒng)巷道支護技術多采用棚式結構,這是一種被動承載結構,在開采之初,棚式結構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,但是隨著時間的推移,在圍巖與巷道面位移作用下,棚式護體物理結構會發(fā)生緩慢的變化,致穩(wěn)定性被破壞,進而增加坍塌的風險。而錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術是一種主動性支護技術,具有極強的適應性,可據(jù)監(jiān)測所得圍巖力學參數(shù)與支護體受力參數(shù)進行調整,改變其物理結構性能,適應圍巖壓力,分散受力,提升加固效果[2]。該技術可充分發(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,并通過錨桿的伸縮性抑制、控制變形,減輕變形對整個支護性能的影響,總而言之,錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術初始支護強度參數(shù)相較于傳統(tǒng)棚式支護技術有較大的提升。
錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術已基本成熟,主要構件包括錨桿、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錨桿,隨后再擇取鋼筋托梁、金屬網(wǎng)與錨索,其支護方式部位與傳統(tǒng)支護方式基本相同,可分為頂板支護與巷幫支護。
頂板支護即對受力頂板進行的支護,在錨梁網(wǎng)索聯(lián)合頂板支護中,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,以逆時針旋轉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度托盤作為頂板。在設置布置錨桿時,應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,其它錨桿設置與傳統(tǒng)支護基本相同,偏角應為90°與支護位置相垂直。為強化支護性能,在選擇頂板時,應考慮錨索的選用,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定1排錨索,并對錨索加以樹脂錨固定劑進行加固。
巷幫支護中錨桿、托板參數(shù)與尺寸與頂板支護基本相同,其主要不同點在于鋼筋托梁的設置與作用,通常做法是,以14mm高強度鋼筋為托梁主體,采用復合焊接進行作業(yè),同時以0.8m間距對錨桿進行布置,以10°左右的外偏角設置兩側錨桿。相對來說,這種巷幫支護布置與維護簡單,是煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術中的主體部分,頂板支護屬于補充部分。
錨梁網(wǎng)索支護技術相較于傳統(tǒng)棚式支護技術,其最大的優(yōu)勢便在于可調節(jié)性,但相應的該技術結構更加復雜、對管理要求較高,維持施工人員需要對該技術有一個全面的了解,對其原理、應用、維護了然如胸。在設置錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術后,進行礦壓監(jiān)測非常必要,是進行支護調整的關鍵。
(1)頂板離層日常監(jiān)測,按照頂板離層指示儀與巷道實際高度大小,可分為兩個部分:①對于與工作面距離50m以內,仍在指示儀有效范圍內的頂板離層,應以指示儀指示刻度為監(jiān)測重點;②對于超出50m以外的頂板離層,應以指示儀顏色為監(jiān)測重點,當刻度墜顯示為綠色區(qū)域時,提示該層面隔離層性能仍較好,整個巷道穩(wěn)定性較好,當顯示為黃色區(qū)域時候,表示頂板離層松動情況較嚴重,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,采用抽樣檢驗方式,由技術員與驗收員同時進行監(jiān)測,在2日內對10%以上的巷道進行錨桿固定力進行監(jiān)測,若均值達到70kN以上,需停止作業(yè)[3]。
綜合監(jiān)測是對整個巷道狀態(tài)進行系統(tǒng)分析的過程,是對以往一段時間內日常監(jiān)測所得結果,應用力學、地質學等理論知識相關技術,利用模型、相關軟件、計算機工具,評估預測巷道穩(wěn)定性,一般來說主要內容包括:①對煤礦開采面物理位移進行分析,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)內頂板圍巖位移狀況,及頂板意外圍巖位移狀況。
維護煤礦巷道穩(wěn)定性是關系煤礦安全生產的關鍵,錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術替代傳統(tǒng)棚式支護的重要技術,在布置施工時,應合理選材、仔細斟酌、科學布局、綜合考量,以保障安全生產為第一要務,在完工后也并不是安全管理工作的終點,而是安全管理的起點,企業(yè)應嚴格按照程序進行日常監(jiān)測、綜合監(jiān)測,發(fā)揮技術優(yōu)勢,保障人民生命財產安全,保障煤礦作業(yè)穩(wěn)定、高效運行,這才是煤礦企業(yè)的長遠發(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)合支護技術[J].煤炭工程,2009(12):38-39.
[2]趙晉強,喬穎.煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術的研究探討[J].中國新技術新產品,2012(10):98-99.
[3]劉亮明.探討煤礦錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護技術[J].科技創(chuàng)新導報,2013(30):57.
[4]李學良.錨梁網(wǎng)索聯(lián)合支護方式在軟巖煤層巷道中的應用[J].科技信息,2011(23):441-442.