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(yè)發(fā)展的擴大，煤層開采的地質(zhì)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(shù)的改革與創(chuàng)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(guān)技術(shù)，以保證復雜條件下煤礦生產(chǎn)中快速實現(xiàn)安全掘進，提升掘進工作效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：復雜條件;掘進工作;工作面支護

隨著煤炭行業(yè)規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)煤礦技術(shù)已經(jīng)不能滿足當前采礦行業(yè)的需求，我們要進一步結(jié)合煤炭行業(yè)發(fā)展需要做好采礦掘進技術(shù)與支護技術(shù)的創(chuàng)新工作，提升我國采礦業(yè)的發(fā)展水平，推動我國采礦行業(yè)在采礦技術(shù)和制度方面不斷進步。

1煤礦行業(yè)復雜地質(zhì)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(tǒng)的錨桿支護技術(shù)面臨著大量的安全隱患，影響了錨網(wǎng)支護的設(shè)計和工作面的支護效果。根據(jù)多個煤礦的相關(guān)數(shù)據(jù)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(xiàn)了因壓力過大而產(chǎn)生破裂的情況，同時由于地下地質(zhì)條件的復雜性，圍巖的結(jié)果不是很理想。圍巖出現(xiàn)了一定的變形和破壞，導致錨網(wǎng)支護設(shè)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(nèi)出現(xiàn)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(xiàn)圍巖的變形，應根據(jù)巷道搜集的數(shù)據(jù)進行整理和分析，分析各巷道內(nèi)錨桿、錨索的最大壓力值，了解圍巖變形情況，在實施錨網(wǎng)支護時，應根據(jù)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(chǎn)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(xiàn)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(wǎng)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(jīng)發(fā)生了離層現(xiàn)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(jīng)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(chǎn)。

2.2注重預應力施加原則

預應力施加是錨網(wǎng)支護的關(guān)鍵技術(shù)，是區(qū)分錨網(wǎng)支護是被動支護還是主動支護的參考標準。在實施錨網(wǎng)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(jù)實際技術(shù)儲備和需要對錨桿進行預應力的施加。二是，通過配件實現(xiàn)錨桿預應力的擴敞，提升錨桿作用的范圍，提升錨網(wǎng)支護的整體強度。錨網(wǎng)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(guān)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(shù)量

錨桿數(shù)量與掘進速度之間有明顯的關(guān)系，在保證巷道安全的前提下應盡量減少巷道錨桿的數(shù)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(jù)實際工作面的需要和復雜條件具體數(shù)據(jù)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(wǎng)的系統(tǒng)支撐能力。在錨桿和錨網(wǎng)支護監(jiān)測數(shù)據(jù)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(shù)量，降低支護的密度，提升工作面的掘進速度。

錨桿數(shù)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(wǎng)的支護系統(tǒng)是存在強度臨界點的，在減少錨桿數(shù)量時應注重臨界值的測算，測算錨桿、錨網(wǎng)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(chǎn)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(wěn)定，影響安全生產(chǎn)，產(chǎn)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(wǎng)完成，因此，錨網(wǎng)和錨桿在設(shè)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(xiàn)場施工和安全支護的需要，又實現(xiàn)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(zhì)量。

此外，錨桿支護應堅持匹配性原則。錨桿、錨網(wǎng)并不是單獨的存在，而是有其匹配的相關(guān)配件。錨桿、錨網(wǎng)施工設(shè)計過程中應注重配件的匹配性，錨桿構(gòu)建需要相互匹配，包括托板、螺母、鋼帶、墊片等參數(shù)與力學性能，只有當這些參數(shù)和力學性能達到支護的要求時，才能確保錨桿、錨網(wǎng)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(guān)的配件無法達到具體的設(shè)計要求，那么錨桿和錨網(wǎng)支護系統(tǒng)的支護效果會大打折扣，容易產(chǎn)生安全生產(chǎn)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(fā)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(jié)

隨著我國煤礦開采規(guī)模和質(zhì)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(chǎn)企業(yè)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(tǒng)進行研究和分析，分析其如何更好的實現(xiàn)掘進工作面的安全支護，確保安全生產(chǎn)和掘進的工作效率。

參考文獻：

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