1.高強(qiáng)支護(hù)技術(shù),指的是在復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的煤礦開(kāi)采中,利用噴砼、錨索、錨桿、鋼絲網(wǎng)等支護(hù)技術(shù)中的多種技術(shù)進(jìn)行支護(hù)的一種重要手段。就現(xiàn)階段的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)而言,支護(hù)材料主要為樹(shù)脂錨桿,該材料的支撐性能良好,且成本較低,性價(jià)比高。除此之外,樹(shù)脂錨桿還具有質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì),降低了運(yùn)輸與安裝難度。現(xiàn)階段,我國(guó)部分地區(qū)的地質(zhì)條件非常復(fù)雜,土層結(jié)構(gòu)脆弱,該技術(shù)的應(yīng)用大大提升了煤礦開(kāi)采作業(yè)的穩(wěn)定性、安全性。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)為:(1)利用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù),能使巖壁、巷壁的穩(wěn)定性、承載力增強(qiáng),促使煤礦巷道更堅(jiān)固,實(shí)現(xiàn)加固煤礦巷道的目的,提高采煤的可靠性與安全性;(2)不需要花費(fèi)太高的成本,不會(huì)受到環(huán)境、電力等因素的影響,實(shí)用性強(qiáng);(3)所應(yīng)用的材料便于攜帶,且對(duì)材料的要求不高,質(zhì)量輕,設(shè)備容易組裝,能使采煤人員的工作壓力降低;(4)可將煤礦巷道使用時(shí)間延長(zhǎng),后期維護(hù)難度小,可提高資金利用率,防止出現(xiàn)浪費(fèi)資金的現(xiàn)象,提高煤礦開(kāi)采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,降低成本。
2采礦掘進(jìn)中運(yùn)用的一些高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)
2.1噴射混凝土支護(hù)技術(shù)
超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)涵蓋水泥裹砂、干式噴射的混凝土支護(hù)技術(shù)。干式的噴射混凝土支護(hù)技術(shù)指的是攪拌配合水、混凝土、水泥、速凝劑再應(yīng)用噴砂機(jī),把混合物噴在煤礦巷道圍巖墻壁上,從而進(jìn)行加固。所謂的水泥裹砂的噴射混凝土技術(shù)將砂粒通過(guò)水泥包裹,再將混合物結(jié)合壓縮空氣噴在煤礦巷道圍巖墻壁上,從而實(shí)現(xiàn)加固的效果。在應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)之前,煤礦開(kāi)采隊(duì)伍一般會(huì)制定相應(yīng)的方案,且結(jié)合方案選用適宜的噴射混凝土支護(hù)技術(shù)。
2.2光爆錨噴支護(hù)技術(shù)
在支護(hù)巷道中應(yīng)用光爆錨噴支護(hù)技術(shù)的時(shí)候,需要選用適宜的參數(shù),像是炮孔間距、裝藥的結(jié)構(gòu)、不耦合系數(shù)等,從而確保巷道的安全性。這樣一來(lái),不但能夠使薄弱位置的抗剪性能提升,而且還能夠?qū)崿F(xiàn)圍巖自身可靠性的提升,最終防止出現(xiàn)變形與松動(dòng)的現(xiàn)象。
2.3錨桿支護(hù)技術(shù)
對(duì)于巷道圍巖而言,錨桿的應(yīng)用機(jī)理是組合、聯(lián)接、加固。一是聯(lián)接。在巷道圍巖巖層與巖塊不穩(wěn)定的情況下,能夠結(jié)合錨桿進(jìn)行連接,且盡量地向穩(wěn)定巖層中深入。二是組合。結(jié)合錨桿組合相應(yīng)厚度的、成層的巖層,以使組合梁、組合拱形成,避免巖層坍塌、滑移。三是加固。結(jié)合規(guī)律設(shè)計(jì)的錨桿群,擠壓與粘結(jié)巷道附近相應(yīng)深度的圍巖,以使一個(gè)承載環(huán)形成,鑒于此,跟通常的支架支護(hù)不同,錨桿支護(hù)的特點(diǎn)是防御支護(hù)。在實(shí)際應(yīng)用中,一是需要結(jié)合巷道的不同巖層性質(zhì)與斷面形狀,選用不同的錨桿布置方式,能夠結(jié)合綜合要素(巷道跟圍巖承受動(dòng)壓情況、應(yīng)用年限、斷面現(xiàn)狀等)對(duì)錨桿進(jìn)行設(shè)計(jì)。二是為了避免圍巖的風(fēng)化與脫層情況發(fā)生,應(yīng)確保最低錨桿空頂距離的設(shè)計(jì)在1.5m以內(nèi),并且實(shí)時(shí)地噴射混凝土。三是在完成錨桿的支護(hù)之后搞好檢測(cè)。
2.4聯(lián)合支護(hù)技術(shù)
除了應(yīng)用以上的兩種支護(hù)技術(shù)之外,施工隊(duì)伍需要結(jié)合煤礦的現(xiàn)狀選用聯(lián)合支護(hù)的技術(shù)對(duì)策。像是聯(lián)合應(yīng)用U型鋼可縮性支架技術(shù)與錨背支護(hù)技術(shù)。如此技術(shù)的應(yīng)用不但能夠防止巷道的變形,而且完善了噴射混凝土支護(hù)技術(shù)的缺陷,確保支護(hù)體具備更好的安全性。除此之外,錨梁網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù)先是通過(guò)光面爆破技術(shù)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn),再打錨桿與初噴,然后結(jié)合鋼梁、鋼絲繩、錨桿加以支護(hù),且對(duì)混凝土進(jìn)行噴射,從而實(shí)現(xiàn)支護(hù)可靠性的提升,確保固定支護(hù),在較高巷道墻體的條件之下,錨梁還應(yīng)對(duì)比較大的壓力進(jìn)行承受,進(jìn)而確保正常地開(kāi)展采煤作業(yè)。一般結(jié)合鋼筋網(wǎng)、木材、混凝土等應(yīng)用于聯(lián)合支護(hù)技術(shù)中,支護(hù)巷道中應(yīng)用比較多的是鋼筋網(wǎng)背板,在聯(lián)合應(yīng)用U型鋼可縮性支架與鋼筋網(wǎng)背板的基礎(chǔ)上能夠提高巷道的可靠性與安全性。
3高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)應(yīng)用中存在的不足以及改進(jìn)
3.1不足
?。?)由于高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短,除此以外在實(shí)際工作的環(huán)境中因?yàn)楦鞣N因素仍然存在不足,無(wú)形之中給采煤工作埋下安全隱患。且在支護(hù)初始階段,可能會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)、裂縫等現(xiàn)象。如果支護(hù)技術(shù)的應(yīng)力強(qiáng)于當(dāng)前應(yīng)力,則能有效控制變形現(xiàn)象,防止巖壁被破壞,對(duì)受壓狀態(tài)的圍巖具有保護(hù)作用,從而提升圍巖的穩(wěn)定性。倘若支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用弱于當(dāng)前應(yīng)力,可引起不良后果。(2)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)具有隱蔽性,當(dāng)工作人員明確施工參數(shù)后,也難以對(duì)施工流程進(jìn)行制定,伴隨煤炭開(kāi)采工作的持續(xù)進(jìn)行,地壓會(huì)越來(lái)越強(qiáng),采煤難度也相應(yīng)增加,地質(zhì)條件的復(fù)雜程度更高。在這種情況下,若未及時(shí)采取支護(hù)加固措施,則會(huì)引起坍塌事故,造成頂板垮落。(3)在煤炭開(kāi)采過(guò)程中,還可能遇到多種惡劣條件,包括大傾角巷道高幫、沿空巷道、應(yīng)力巷道等。因受到高應(yīng)力因素的影響,極易造成頂部變形,導(dǎo)致巷道被破壞。如果在開(kāi)采初期階段,頂部已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重變形,并且增加了采煤的安全風(fēng)險(xiǎn),極易引起安全事故。
3.2改進(jìn)
在最初的支護(hù)階段,通過(guò)在圍巖上施加力的作用,可以對(duì)其進(jìn)行有效控制,可以通過(guò)增加巷道錨桿的阻礙來(lái)防止圍巖變形。另外,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)督管理,監(jiān)測(cè)圍巖的狀態(tài),準(zhǔn)確了解圍巖的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,收集各方面信息,不斷優(yōu)化支護(hù)系統(tǒng),降低安全事故發(fā)生的幾率。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì),及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題,并采取有效措施進(jìn)行處理,減少不必要的損失。