掘進巷道錨噴支護技術探析

張振軍

(琿春礦業(yè)(集團)有限責任公司,吉林琿春 133300)

掘進巷道錨噴支護技術探析

張振軍

(琿春礦業(yè)(集團)有限責任公司,吉林琿春 133300)

在煤礦開采過程中,支護工作面是非常重要的,既保證著煤礦井巷開掘工作的正常進行,又直接關系到采掘工作的頂板安全。目前我國煤礦錨噴支護技術在煤礦開采中的應用,發(fā)現(xiàn)錨噴支護仍然存在問題,還需要在推廣應用上下工夫。本文重點論述掘進巷道錨噴支護技術,希望能為煤礦企業(yè)的錨噴支護建設提供一定的依據(jù)。

掘進 巷道 錨噴支護

1 前言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，80 年代末時被應用在煤礦的支護中，并得到一定的推廣。隨著開采水平的不斷延深，地壓隨之明顯增大，有些錨噴巷道出現(xiàn)明顯的壓力如噴體開裂、巷道變形等顯現(xiàn)。這些現(xiàn)象出現(xiàn)增加了巷道維修費用，影響了正常的安全生產(chǎn)。隨著科學技術的進一步發(fā)展，工程技術人員進行了不斷的探索，根據(jù)巷道不同性質(zhì)的圍巖，采用錨、網(wǎng)、噴等多種形式，使錨噴支護技術得到進一步的發(fā)展。錨噴支護技術應用也逐漸成熟，并得到煤礦開采的重視。錨噴支護技術在煤礦開采中的應用，是煤礦產(chǎn)業(yè)的一次革命，一次跨越，代替了傳統(tǒng)的支護方式，形成了一個新的支護理念。錨噴支護在煤礦中的應用，雖然推動了煤礦產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，但是從目前我國煤礦產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀看，錨噴支護在推廣應用上仍然存在很多問題，尤其是在煤礦的推廣應用上。本文就重點論述掘進巷道錨噴支護技術，期待此技術等到進一步的推廣應用，為煤礦企業(yè)的錨噴支護建設提供一定的依據(jù)，確保煤礦的安全生產(chǎn)，和諧發(fā)展。

2 掘進巷道錨噴支護技術

2.1 錨桿支護技術

在錨桿——噴射混凝土支護巷道當中，錨桿具備支護的功能。以往常常借助管縫錨桿和鋼絲繩，因為便于施工和機械化作業(yè)，使掘進的速度提高，這有利于推動錨噴支護技術的發(fā)展?？墒?，管縫錨桿也面臨著不少難以克服的問題。因為管縫錨桿是借助鉆孔巖石表面間的摩擦阻力對圍巖進行錨固以及憑借管徑的彈性變形形成的管壁，在安裝質(zhì)加工、材料等方面較難實現(xiàn)設計的標準，以及耐腐蝕性比較差，這減小了錨固力，不能夠?qū)崿F(xiàn)理想的支護質(zhì)量。為此，借助強度與初錨力高的樹脂螺紋鋼錨桿能夠使支護質(zhì)量大大地提高，它的破斷荷載與屈服荷載也明顯地高于一般的錨桿，尤其是在強化熱處理錨桿尾部螺紋之后，它的強度比桿體的強度要高，且可以確保相應的延伸率，從而更進一步地增強了錨桿支護的安全性。

2.2 全斷面一次掘進技術

以靜力學作為視角而言，能夠看作巷道為由支護層和圍巖組合而成的厚壁承載環(huán)。開挖巷道支護，使圍巖固有的三向應力平衡打破，圍巖就會出現(xiàn)位移與變形，進而發(fā)生松動與開裂。為了使這個過程減緩，需要迅速地閉合承載環(huán)，這樣才可以體現(xiàn)它的承載性功能，鑒于此，實施全斷面一次掘進有益于增強巷道的穩(wěn)定性。它可以均勻地分布巷道圍巖應力，避免噴層由于集中局部應力而受到破壞。在巷道施工的時候，倘若劃分成為上、下施工的兩部分，在時間上就不能同時重新分布圍巖內(nèi)部應力，不均勻分布應力就會發(fā)生在一個密閉環(huán)之內(nèi)，會導致兩幫面積較大的開裂和錯動，以及巷道的底鼓，不利于應用的順利進行。

2.3 復噴至迎頭距離的確定技術

在場地施工的過程中，一些企業(yè)使復噴緊跟迎頭。這在較小原始應力與巷道圍巖狀況理想的時候能夠?qū)嵤?。由于開挖這種巷道支護基本不出現(xiàn)變形，然而大部分的巷道并不都是這樣，它們常常需要一個變形階段，進而重新分布應力和實現(xiàn)平衡，如此巷道才可以更加穩(wěn)定。結(jié)合支護巷道的理論，作為主動支護的錨噴支護屬于有效統(tǒng)一“讓”和“抗”的柔性作用，進而合理地分布圍巖應力，以使圍巖的承受能力增強。只有如此，才有益于圍巖維護的穩(wěn)定性。

2.4 潮料噴射技術

提升混凝土強度和減少回彈物料的有效策略就是潮料噴射混凝土，并且可以使物料對噴射機具和輸送管的磨損減少，以及使空氣當中的粉塵濃度降低，通過這種技術能夠?qū)崿F(xiàn)理想的經(jīng)濟效益。

2.5 一次噴射厚度的技術

噴射的過程中，一層噴射混凝土會迅速地粘接在圍巖表面。倘若太慢地移動噴頭，混凝土的粘接就會越來越厚，一直到混凝土對自身的重量不支持，從而制約混凝土的凝聚和粘接。倘若太快地移動噴頭，那么僅僅是一層砂漿留在圍巖面上，絕大多數(shù)的骨料回彈，在薄層硬結(jié)之后，實施又一次地噴射會使回彈率增加，對效果產(chǎn)生影響。為此，一次噴射混凝土需要具備相應的厚度，需要結(jié)合噴射角度、巷道尺寸規(guī)格、圍巖應力，以及巖性等確定它的厚度。

2.6 光面爆破技術

光面爆破就是對爆破參數(shù)進行適宜地選用，確保爆破之后的巷道的規(guī)整性，從而使欠挖與超挖減少，盡可能地確保圍巖的自我承受能力，這對于安全地應用永久支護與安全施工非常有益，進行錨噴支護的基礎與前提條件就是光面爆破。

2.7 近距離噴射技術

通過這個工藝，能夠使混凝土噴射束的散射減少，這能夠使噴漿料的回彈率降低，并且它可以使空氣當中的粉塵量減少。是結(jié)合最小回彈率與最高噴射混凝土強度來確定受噴面和噴頭的最理想距離，通常在經(jīng)驗數(shù)據(jù)噴距0.6米—1.0米、0.12 M Pa—0.18 M Pa供氣壓力、20米—50米輸料距離最為理想。倘若距離太小，噴射粗骨料的情況下受到非常小的空氣阻力，由于噴射動能非常大，因此導致非常大的回彈率。倘若距離太大，噴射的骨料受到非常大的空氣阻力，噴射動能非常小就難以使混凝土嵌入。要想進行近距離地噴射，除了強化對噴射手的技術教育以及責任心之外，還應當實施真正有效的策略對噴射當中面臨的問題進行解決，從而在場地有效地應用這種工藝技術。

3 結(jié)語

總之，隨著煤礦開采深度的增加，噸煤成本也在隨之增大。錨噴支護的質(zhì)量不僅影響到煤礦生產(chǎn)的效率同時也影響到煤礦生產(chǎn)的安全，因此保證錨噴支護的質(zhì)量是施工人員的責任。對于煤礦工程管理人員來說，我們應通過因地制宜地改變錨噴支護參數(shù)，降低工程造價以及加強技術管理與工程質(zhì)量管理，提高巷道支護質(zhì)量，保證煤礦的安全生產(chǎn)，降低巷道的維修費用，力爭創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。

[1]梁國家.淺議巖巷掘進錨噴支護技術及施工工藝的改進[J].管理學家,2012(01).

[2]于興建,楊續(xù)冠.淺議巖巷掘進錨噴支護技術的改進[J].科技信息, 2010(10).

張振軍(1969—),男,漢族,吉林省琿春人。2013年7月畢業(yè)于吉林遼源職業(yè)技術學院。現(xiàn)在琿春礦業(yè)(集團)有限責任公司生產(chǎn)技術部工作,工程師、注冊安全工程師。