煤巷錨桿支護快速掘進技術(shù)的探討

引言
　　目前，在煤礦巷道掘進工作中，快速支護施工工藝已成為提高巷道支護效果、實現(xiàn)快速掘進的關(guān)鍵。然而，錨桿支護作為一種有效的采準巷道支護方式，由于對巷道圍巖強度的強化作用，可顯著提高圍巖的穩(wěn)定性，加之具有支護成本低、成巷速度快、減輕勞動強度、提高巷道斷面利用率、簡化回采面端頭維護工藝、明顯改善作業(yè)環(huán)境等優(yōu)點，因而成為礦井巷道采用的一種主要支護形式，體現(xiàn)了煤礦巷道支護技術(shù)的改進發(fā)展方向。從目前煤礦的實際情況來看，我們煤礦煤巷錨桿支護的采用率還有待進一步提高，今后仍有著廣泛的發(fā)展前景。
　　1煤礦水文地質(zhì)情況
　　根據(jù)勘探報告和施工實際情況，所穿圍巖依次為砂質(zhì)泥巖、中粒砂巖和淺灰泥巖。巷道穿插過中粒沙巖后的圍巖情況變得比較復(fù)雜，曾先后揭露三條斷層，造成工作面節(jié)理發(fā)育，見風風化，片幫掉頂現(xiàn)象嚴重，給施工帶來了一定困難。
　　2煤巷錨桿支護材料質(zhì)量有待提高
　　2.1 支護材料的改進。目前使用的錨桿多為局內(nèi)自產(chǎn)自銷產(chǎn)品，缺乏必要的檢測和監(jiān)督，為此一定要加強檢查錨桿的加工質(zhì)量，拒絕不合格的錨桿運到下井使用。另外還要進一步改進錨桿支護材料，研發(fā)新型錨桿，實現(xiàn)錨桿強初撐力、急增阻、高阻力。要進一步提高錨桿托盤的質(zhì)量，防止托盤損壞造成錨桿失效。樹脂錨固劑是決定錨固力的關(guān)鍵。要提高樹脂錨固劑的強度和剛度，以提高圍巖與錨桿的粘接強度；保證錨固劑質(zhì)量，超快段能夠及時凝固，快速承載，確保生產(chǎn)安全。
　　2.2 要不斷優(yōu)化設(shè)計方法和設(shè)計參數(shù)。支護設(shè)計以往主要是依據(jù)懸吊理論、組合拱理論或擠壓加固理論，采用工程類比法和計算公式法。但由于淮北地區(qū)各煤礦地質(zhì)條件的不同，就一種方法或一個公式不能得出合理的設(shè)計參數(shù)。為解決這一技術(shù)難題，采用以地應(yīng)力為基礎(chǔ)的動態(tài)設(shè)計方法。該方法主要內(nèi)容為“地質(zhì)力學評估數(shù)值模擬初始設(shè)計現(xiàn)場監(jiān)測利用反饋信息修改設(shè)計”?，F(xiàn)場監(jiān)測是關(guān)鍵，監(jiān)測取得的數(shù)據(jù)是作為修改設(shè)計的依據(jù)，修改設(shè)計后再應(yīng)用于實踐。只有經(jīng)過不斷地改進支護設(shè)計，才能使錨桿支護更為經(jīng)濟、合理。
　　2.3 要不斷開發(fā)掘錨新機具 。當前，我們煤巷快速掘進的施工方法為：掘進機割煤橋式膠帶轉(zhuǎn)載機和固定皮帶機運煤敲幫問頂錨桿機打頂眼并安裝、幫錨桿機打幫眼并安裝，實現(xiàn)一次成巷，隨即支護。這種方法的主要矛盾是掘進工作面的開機率較低，一般在35%以下，支護時間過長，跟不上機掘速度，影響單進水平的提高。因此發(fā)展掘錨聯(lián)合機組，實現(xiàn)“掘支錨一體化”平行作業(yè)，將是加快煤巷錨桿支護單進速度的必要手段。因此，要實現(xiàn)快速掘進，一方面要發(fā)展應(yīng)用大功率掘進機，如S200型；另一方面要研制新型錨桿鉆機?，F(xiàn)在澳大利亞液壓工程公司生產(chǎn)的機載錨桿機，擁有ARO4000系列頂錨桿鉆機、ARO5500系列幫錨桿鉆機等型號，可安裝在任何型號掘進機上，以掘進機自身液壓系統(tǒng)為動力，具有安全、高效、準確、快速、使用壽命長等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)頂幫錨桿的快速安裝。這將是我們煤巷實現(xiàn)快速掘進的發(fā)展目標。
　　2.4錨桿聯(lián)合支護。 穩(wěn)定的圍巖采用單一的錨桿支護是可行的，但是在受到動壓影響時，處于軟巖層中，圍巖容易變形、地層壓力大的不穩(wěn)定圍巖，則必須采用不同的錨桿聯(lián)合支護。對于不穩(wěn)定或地質(zhì)條件不穩(wěn)定的巷道，這類巷道的特點是圍巖破壞范圍和變形量較大，除錨桿支護配錨梁網(wǎng)組合支護外，還應(yīng)采取加長錨桿長度、縮小錨桿間排距、頂板注漿、錨索加固等特殊手段加強支護。具體施工時，還要確定二次支護距離迎頭的距離。二次支護可采用小孔徑錨索或柔性錨桿，以彌補一般錨桿支護的不足，錨固到深層堅硬巖層，增強支護的可靠性。如果這些問題解決了，就可以把錨桿支護作為主要的頂板支護方式，實現(xiàn)巷道支護錨桿化，能夠進一步使巷道的掘進速度提高。
　　2.5在具體施工中做到全面質(zhì)量控制
　　在巷道施工中，一定要堅持全面質(zhì)量管理，上道工序為下道工序服務(wù)，建立健全質(zhì)量保證體系，強調(diào)過程控制，特別是關(guān)鍵過程控制。如對掘進班，特別強調(diào)質(zhì)量跟蹤和控制，下一班檢查上一班的光爆成型，做到接茬面光滑平整，如出現(xiàn)波浪型和臺階面，要立即處理，施工不留后患，違反者要嚴重者給予處罰。
　　煤巷錨桿支護技術(shù)的發(fā)展方向是采用強度更高性能更好的錨桿產(chǎn)品，以更大的間排距完成支護目標，減少錨桿用量并以更快的掘進速度完成施工，同時保證更好的安全可靠性，因而應(yīng)加強對錨桿支護系統(tǒng)性的認識，在解決問題中深化研究，進一步揭示錨桿作用的實質(zhì)和機理，指導(dǎo)實踐；研發(fā)更高性能的錨桿產(chǎn)品及相關(guān)加工技術(shù)，使支護形式多樣化，把握技術(shù)發(fā)展的方向；進一步規(guī)范施工技術(shù)，消除隱患工程，加強安全可靠性研究，強化施工現(xiàn)場管理。
　　3加強施工管理與員工培訓
　　3、1錨桿支護除了嚴格要求按措施施工、加強工程質(zhì)量監(jiān)督之外，監(jiān)測是監(jiān)督施工質(zhì)量、保證支護安全可靠的重要手段。目前需要一種綜合測力裝置，同時監(jiān)測巷道頂板離層情況及錨桿所受載荷，據(jù)此可對支護效果進行綜合分析評價，使支護更加經(jīng)濟、合理、安全。
　　3、2快速掘進的施工組織采用綜合作業(yè)隊勞動組織形式，其特點是施工的主要工種和輔助工種組織在一起，既分工又協(xié)作，一隊多能。此外還應(yīng)建立健全各種規(guī)章制度，包括現(xiàn)場交接班、崗位責任、質(zhì)量驗收、設(shè)備維修、技術(shù)管理和材料管理制度等，實現(xiàn)區(qū)隊管理制度化、規(guī)范化。
　　3、3加強技術(shù)培訓提高人員素質(zhì)，因為錨桿支護的技術(shù)性較強，其質(zhì)量需要有科學的設(shè)計、精心的施工和嚴格的檢驗來保證。其中關(guān)鍵是設(shè)計、施工、管理人員必須有較高的水平。為此，必須加強對人員的技術(shù)培訓，不斷提高技術(shù)人員的素質(zhì)。
　　總之，煤巷錨桿支護及快速掘進技術(shù)取得了長足的發(fā)展，錨桿支護效果較明顯，但仍然跟不上采煤技術(shù)的發(fā)展，這就需要盡快實現(xiàn)錨桿支護技術(shù)科學化、系統(tǒng)化、規(guī)范化，為更好地協(xié)調(diào)采掘關(guān)系，為礦井的高產(chǎn)、高效、安全奠定堅實的基礎(chǔ)。