發布時間:2023-10-11 17:28:09
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇煤礦錨桿生產,期待它們能激發您的靈感。
Abstract: This paper introduces the development of tunneling roadway support technology of coal mine, analyzes the role of different bolting ways, and discusses the design and construction requirements in the coal mine roadway bolting.
關鍵詞: 錨桿支護;煤礦;巷道掘進
Key words: bolting;coal mine;roadway tunneling
中圖分類號:TD353文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2014)23-0132-02
0引言
在煤礦生產的過程中,首先要選擇適合的支護方式,才能順利實行接下來的開采工作,若得不到有效的巷道掘進支護技術的支持,則難以保證煤礦開采的順利實施,因此,巷道掘進支護技術是保證煤礦安全、穩定開采的前提。在實際的煤礦巷道掘進中,從實際的煤礦地質情況出發,選擇最佳的巷道掘進支護技術、支護方法、施工工藝,是煤礦生產首要思考的問題。煤礦掘進巷道支護技術由最傳統的木支護到砌碹支護,再到型鋼支護,直至發展為現在的錨桿支護,與傳統的支護技術相比,錨桿支護不僅易于獲得理想的支護效果,同時此種支護方法具有操作方便、快速、安全、造價經濟等優點,為掘進人員減輕了不少工作負擔,煤礦生產效率與質量也能得到保證。錨桿支護技術在煤礦生產中得到大量運用,現階段已成為煤礦企業開采重要的技術之一。
1煤礦掘進巷道支護技術的發展情況
二十世紀五十年代以來,我國錨桿支護技術逐漸得到發展與應用,據相關研究數據表明,我國平均每年大、中型煤礦巷道掘進長度超過一億米。隨著時代與科技的飛速發展,我國煤礦掘進巷道支護技術越來越完善,相關的研究理論也相對豐富,支護技術的發展歷經木支護、砌碹支護、型鋼支護、錨桿支護,按照支護形式可分為兩個階段,其一為單體錨桿群支護階段,另一階段為組合錨桿支護階段。在一九五六年錨桿支護技術在國內得到應用,此時處于單體錨桿群支護階段,國內尚未形成完善的錨桿支護理論,根據最早的懸吊理論、楔形剪切理論,錨桿支護材料包括水泥沙漿、鋼絲繩、木錨桿等,各錨桿間無托板也無桿體聯系,錨桿只能起到懸吊作用,不能對圍巖產生保護作用,屬于一種被動承載。直到二十世紀七十年代,錨桿支護理論逐漸豐富,根據組合支撐梁理論、組合支撐拱理論,發展為組合錨桿支護階段,許多煤礦巷道圍巖巖性較軟,出現許多大斷面巷道,原有的單體錨桿群支護已不再適用此種復雜地質,因此,在巷道支護中組合錨桿得到應用,組合錨桿包括樹脂藥卷鋼筋錨桿、水泥藥卷鋼筋錨桿、金屬錨桿等,當遇到圍巖比較破碎的情況,可加設金屬網,當動壓嚴重的巷道支護中可加設鋼帶、鋼架,保證圍巖穩定性。錨桿除了懸吊作用以外,還可實現組合拱、組合梁作用,進一步提高其承載力顯著增強,經大量的研究證實,組合錨桿相較于單體錨桿,巷道支護效果更佳。
我國煤礦掘進巷道開采規模逐漸擴大,掘進深度也越來越深,對支護技術的要求也隨著提高,通過合理的錨桿支護方式,輔以快速掘進機,有助于提高掘進速度與效率,為煤礦企業創造更大的經濟價值,與此同時錨桿支護技術也得到大力發展。錨桿支護技術是新形勢下煤礦巷道發展的必然結果,錨桿支護屬于一種新型的支護工藝,錨桿支護發展初期,主要的類型包括端部錨固樹脂類錨桿、機械類錨固錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿、管縫式錨桿等,但在早期錨桿支護技術的支護效果不太理想,支護強度較低,一旦在復雜地質環境下使用,則難以發揮效用,隨著錨桿支護技術研究力度的不斷加大,錨桿支護技術應用范圍越來越廣。
2基于不同的錨桿支護作用分析
現階段煤礦掘進巷道支護方式大多以組合錨桿支護為主,根據實際的煤礦巷道情況,采取合適的巷道支護方式,形成不同的組合錨桿支護方式,基于不同的錨桿支護方式,對其作用進行分析。
2.1 懸吊式錨桿支護早期的錨桿支護主要以懸吊為主,根據不同的圍巖情況,懸吊式錨桿支護存在許多不合理的地方,當圍巖周邊細碎巖石較多,本身圍巖就存在一定的問題,在此基礎上懸吊錨桿,不僅難以保證錨桿支護的穩定性,還會加重巷道圍巖層的跨落,進一步破壞圍巖整體結構。
2.2 組合梁錨桿支護由于巷道圍巖屬于一種巖性結構,分為多層次的巖石層,巖層表現為多種多樣。采用組合梁錨桿支護,將多層圍巖錨固起來,用于加強圍巖承載力,當巖層過于破碎,可以憑借巖石層間的相互摩擦、擠壓,也可促進圍巖穩定,難以表現此種支護方式的效用。
2.3 組合拱錨桿支護組合拱錨桿支護相較于組合梁錨桿支護,當巖層過于破碎,可以憑借間自身獲得圍巖的穩定,組合拱錨桿支護也可發揮效用,例如一些大斷面巷道、拱型巷道中,采用組合拱錨桿支護,將多層破碎圍巖錨固起來,減少圍巖的跨落,依靠巖石層相互摩擦、擠壓,提高其拱形結構的承載能力,防止圍巖變形,促進圍巖的安全與穩定。
3煤礦掘進巷道中錨桿支護的設計與施工要求
3.1 支護設計是巷道掘進的前提在煤礦開采的準備前期,首先要對煤礦巷道情況進行分析,重點觀測其巷道斷面形狀、穩定性等,在掘進的過程中考慮到巖石巷道松動圈,當掘進開采時對巷道產生一定的受采動壓力,這時觀測圍巖松動圈的大小、形狀等有無發生改變,根據試驗結果,當受采動壓力改變圍巖松動圈的大小、形狀等超過原有大小、形狀的兩至三倍,那么在開采前后,巖石巷道松動圈必然會發生比較大的改變,逐漸擴大圍巖松動圈,在實際設計圍巖松動圈,應以大松動圈為準。
3.2 錨桿孔設計與施工的注意事項在設計錨桿孔的時候,根據相關設計規定,對錨桿孔的間距進行合理調試,并做好標記,一般情況下,錨桿孔的間距不宜超過一百毫米,錨桿孔軸偏差不宜大于五度,錨桿孔深最好控制在錨桿長度以上,但不超過錨桿長度三十毫米,錨桿端部應推至孔底,其尾端暴露的長度不宜大于二十毫米。
3.3 錨桿支護施工應按照相關的施工規定在煤礦巷道掘進中,應嚴格按照相關的施工規定與要求,根據實際的掘進情況出發,做到標準化、規范化、有序化施工。在施工的過程中,為了提高施工人員的安全生產意識,在巷道內設置安全文明施工警示牌,并將其懸掛在醒目的地方,對施工人員起到提醒與規范的作用。另外還需加強對施工作業的監管與檢查,保證任一施工階段的規范化。對一些圍巖支護情況比較復雜的巷道,應加強錨桿支護強度,采用加密錨桿、點柱、架棚、錨索錨固、全長錨固等方式,強化支護技術與質量。在實際煤礦巷道掘進支護中,不可使用永久支護的錨桿、鋼帶、錨索、金屬網起吊設備等,及時性、定期性對錨桿支護情況進行檢查,還需加強失效錨桿、支護頂板的檢查與修復。
4結束語
綜上所述,隨著煤礦行業的發展,煤礦巷道掘進支護隨之得到發展,錨桿支護屬于巷道掘進支護方式下開創出的新工藝技術,現階段錨桿支護技術在煤礦生產中應用越來越廣泛,不論是支護方式、設計、施工要求等也逐漸成熟,為煤礦企業安全生產創造了條件,煤礦生產效率與質量均能得到提高。
參考文獻:
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【關鍵詞】錨桿支護;巷道安全;原理;工藝
錨桿支護是煤礦開采中應用于巷道支護的重要技術,在我國許多煤礦開采區都有應用,平均使用率高達70%以上,對于煤礦開采工作而言有重要意義,在應用中取得了很好的經濟效益和技術效益。目前國內煤礦的錨桿支護技術有著較大進步,各種材料的錨桿層出不窮,這些錨桿構造與機理各自不同,大量的實踐已經證明了其在煤礦巷道支護中效果較好,應有極高的應用價值。下面我們對煤礦錨桿支護技術與工藝進行研究分析。
一.錨桿支護技術原理
錨桿支護技術目前是以擴容-穩定理論為基礎,這種理論的融合與運用代表了錨桿支護的實質,也使其在實踐中擁有更廣闊的發展空間,尤其是在煤礦巷道支護中。
煤礦巷道內巖層變形和破壞規律隨著時間進展會出現不同變化,面對這種持續變化的情形,錨桿支護在不同受力階段展現出的受力特點能夠完美解決這個問題。錨桿支護早期,其主要作用在于阻止巖石破碎掉落和抑制圍巖擴容及離層,降低其受到擠壓出現彎曲和壓曲的可能性,從理論上來說,錨桿安裝的時機越合適,支護效果越好,預緊力越大。
隨著開采工作的持續進行,開采工作和時間都會使巷道內圍巖情況破壞加重,面對這種情況,錨桿在巖層中能夠通過深入穩定巖層來確保受破壞區域和穩定層緊密相鄰,阻止巖層碎落,提供徑向和切向約束力,提高巷道內巖層承載力,更好的支援開采工作。有些錨桿在不深入穩定巖層時,會在被破壞區域內形成次生承載曾,阻止進一步的破壞、擴容和離層,使圍巖承受的應用均勻分布和內移[1]。
在煤礦開采巷道內,次生承載層的存在有重要意義,其厚度是不斷變化的,一旦小于巷道本身尺寸,便會出現壓曲和彎曲失穩現象,錨桿支護對次生承載層的保護作用此時體現得淋漓盡致。它與鋼筋托梁互相組合形成一個有效的支護系統,避免區域內巷道地質發生較大變動。
二.錨桿支護設計工藝
錨桿支護設計的工藝與煤礦巷道地質情況關系密切,因此,設計之前首先要做好地質力學的評估工作,在現場地質條件調查的基礎上,對巷道圍巖進行力學測定(如短錨拉撥實驗等)判斷能否進行錨桿支護及其難易程度,以便提供全面的地質學資料對巷道支護方案進行分析探究。煤礦錨桿支護設計程序為巷道圍巖分類初步設計監測分析優化設計,只有在初期準確分類圍巖,才能夠進行后續工作。錨桿支護是一項涉及多種動態變化因素的技術設計工作,因此,要嚴格遵循動態設計思想,根據具體地質條件進行設計,即使是同一礦井的同一煤層也要具體設計支護形式和參數。錨桿支護工藝如圖1所示。
錨桿的初期設計要嚴格遵循三原則,比如應盡量采用矩形斷面,在滿足通風、運輸、行人的前提下,巷道的設計高度和寬度還應預留適當的變形量;選擇性能穩定、技術含量高、符合企業標準的錨桿和支護產品;設計方法有工程類比法、理論計算法或借助數值模擬等及設計的時候要充分考慮相似巷道的條件差異,做好因地設計。對難維護復雜條件的支護設計,要以提高支護強度和支護等級思想為主,比如對大跨度、交岔點、軟弱破碎不穩定圍巖,應采用加長或全長錨固、錨帶索、桁架等聯合支護方式,在實踐中積極解決問題,提供支護效果。煤礦巷道錨桿支護技術施工中要嚴格遵循“五不準”操作制度,比如對有隱患巷道斷面堅決不施工,錨固劑、錨桿桿體及其附件質量不過關不使用。以鉆爆法施工為例,施工時現場必須有完善的爆破控制措施,且煤礦巷道留足足夠的手工刷部分,根據硬度決定預留情況,一般不小于500米,最大限度減少爆破破壞力,保護巷道成型。安裝前所有錨桿眼都要用壓風掃孔,清除積水、巖渣。并對使用的錨桿和錨固劑等材料進行檢查,不合格的材料或過期變質的錨固劑嚴禁使用確保工程質量[2]。安裝時嚴格遵守“初錨力第一”理念,使用錨桿鉆機或其它專用錨桿安裝機具,用快速安裝工藝確保一次性完成,禁止使用風錘攪拌方法或者錘擊安裝。在安裝完畢之后,要加強監測,通過日常監測和綜合監測修正、驗證錨桿支護設計與效果,規避不良影響因素,及時發現異常情況并采取必要措施,以保護巷道的安全。總之,在煤礦錨桿的設計與安裝中要綜合考慮各方因素,確保巷道支護能夠順利實現,為煤礦開采和生產提供安全的作業環境。
煤礦錨桿支護技術的應用能夠為確保巷道安全提供充分的保障,實際生產中要嚴格遵守設計規范,提升安裝工藝,積極降低生產安全隱患,為煤礦生產提供一個有保障的安全環境。
參考文獻
關鍵詞:煤礦井巷;錨桿支護;問題解析
【分類號】:TU753
錨桿支護是煤礦巷道布置中采用的一種有效的支護方式,由于該項工藝技術具有良好的穩定性、成巷速度快、施工作業量少、巷道斷面利用率高、提高煤礦開采安全生產條件等優點,所以錨桿支護技術在當前煤礦開采作業中得到廣泛應用。當前,煤礦巷道支護中,錨梁網、錨噴網及錨索等已經得到有效應用。但是,由于煤礦巷道受采動的影響較為頻繁,使得很多巷道的圍巖結構發生變形等情況,致使巷道支護的安全穩定性得不到保障。因此,解決錨桿支護中的相關問題,提高巷道支護的安全性和可靠性是當前煤礦開采過程中一項重要的任務。
一、錨桿支護的問題解析
(一) 巷道地質條件方面
對于煤礦巷道支護工程來言,其安全性、穩定性及可靠性與錨桿支護質量有著密切的聯系,而錨桿支護質量則取決于巷道地質條件,兩者是相輔相成的。錨桿支護存在問題與煤礦地質環境條件和基礎信息資料缺乏有很大的關系。在現有的煤礦巷道支護中,有圍巖結構較為穩定的1、2類巷道,也有不穩定的4、5類巷道。因此,在進行錨桿支護時,其整體變形能力和承載能力應滿足圍巖結構變形的約束力,使圍巖結構達到平衡與穩定的狀態,這就需要錨桿支護技術具備更加良好的應用效果。在煤礦巷道錨桿支護體系中,地應力實測技術是其核心,合理有效的實施地應力實測技術是保證錨桿支護質量的基礎與前提。
(二) 錨桿支護設計方面
首先,當前錨桿支護的作用機理在其理論研究方面還有所欠缺,存在一定的局限性,難以滿足地質條件、作業環境較為復雜的煤礦巷道支護設計要求。以往的錨桿支護理論包括:懸吊、組合梁、組合拱壓等。這些理論研究都是建立在相應的假設基礎上,根據不同條件和要求來描述錨桿支護的作用機理,而且力學模型和計算方法較為簡單,無法適應當前煤礦巷道錨桿支護作用機理的理論需求,從而難以滿足煤礦巷道錨桿支護設計的要求,需進一步加強理論研究。
其次,目前煤礦巷道錨桿支護參數的選取主要采用工程類比法和理論計算法及自身經驗來完成,這幾種參數選取的方法存在諸多缺陷與不足之處,無法有效確定錨桿支護參數。所以,采取有效的方法選取錨桿支護參數也是錨桿支護存在的問題之一。
最后,隨著科學技術不斷發展,各種新材料不斷涌現,錨桿支護所需的材料種類不斷增多。然而,集中且單獨生產和制造錨桿支護相關材料的廠商或單位較少,在材料、工藝上缺乏標準性和規范性,不僅浪費大量材料,還影響了煤礦巷道錨桿支護的實際效果。還有,在煤礦巷道頂板巖層支護期間,如出現錯動的情況,就會導致錨桿、錨索出現剪切受損。如金屬錨桿設計不合理,在載荷作用力超出錨尾材料的承載能力時,錨尾就會受損破壞。
(三) 巷道圍巖監測方面
在巷道頂板離層指示儀測定錨桿錨固的離層狀況時,需在頂板出現冒落危險前設置相應的報警裝置,從而避免頂板巖層出現冒落等安全事故。當前頂板離層監測采用的是離層指示儀,這種監測設備是一種機械式的測量方法,難以對巷道頂板巖層實施全面、有效的監測,從而對錨桿支護質量造成影響。在確定錨桿支護巷道頂板離層界限值時,多采用數值計算程序模擬及理論計算方法得出結果,然而在計算中的系數,需根據礦區環境進行變更和修正。另外,在實際運用過程中,要想保證錨桿支護質量,就必須充分考慮錨桿受力大小、巷道表面位移、巷道結構變化等多方面的影響因素,還需綜合考慮各種復雜因素,如地質條件、環境條件、設計要求、施工要求等,以此制定出更加經濟、可靠的錨桿支護方案。
二、解決錨桿支護問題的對策與措施
(一) 強化錨桿支護的理論基礎
針對煤礦巷道圍巖礦壓的作用規律進行相應的研究,進一步研究不同荷載作用下,煤礦巷道圍巖的變形、破壞規律,根據煤礦圍巖在不同變形和破壞過程中的平衡結構特性,研究煤礦巷道圍巖受損與施工作業中的破壞與受損情況相比存在的差異及規律。從而了解圍巖穩定與不穩定的本質。另外,要對錨桿支護的作用機理進行深入研究,探討和了解不同錨固方式形成的錨固體的力學特性,補充當前錨桿支護理論中存在的缺陷與不足之處。同時,要加強錨桿支護的變形機理研究,掌握不同錨固支護方式的變形特性及適用范圍,并進一步加強錨桿支護結構體的特性研究。
(二) 完善和發展錨桿支護機具
雖然我國錨桿支護機具的種類較多,但是其整體性能及可靠性卻相當低,例如,我國開發的錨桿鉆機多達40多種,但是適用于煤礦井下錨桿支護作業性能及可靠性的只有4-5種。在煤礦開采深度不斷增加的情況下,巷道壓力增大,支護難度增加,尤其是沒有進行支護的底板破壞趨勢愈加突出。因此,要完善錨桿鉆機性能和質量,開發新的錨桿鉆機,由于煤礦生產條件越來越復雜,當前錨桿鉆機已經無法滿足實際需求,錨桿鉆機在性能和質量方面需進一步加強,針對底板破壞趨勢突出的情況,積極開發底板錨桿鉆機和液壓幫錨桿鉆機。對于巷道支護配套機具設備,應保證其科學性和合理性,將連續式采煤機與錨桿鉆車等作為巷道配套機具的生產系統,采用連采機成套分離系統裝備,充分發揮其機動靈活、協調連續作業、速度快等優點。另外,還要積極引進和研制中型掘錨機組,針對我國煤礦開采的實際情況,選擇符合各類煤礦巷道支護的配套設備,適合我國煤礦煤巷工況條件,從而保證各類機具及配套設備的有效利用,推動我國煤礦行業不斷適應市場經濟發展的需求。
(三) 縮小與國際先進水平的差距
近幾年,W型鋼帶組合錨桿支護技術在煤礦巷道支護工程中得到廣泛應用,而且取得非常可觀的經濟效益,但是采用滾壓工藝生產W型鋼的廠商較少,大多是沖壓形成,這樣不利于鋼材的合理利用,難以保證W型鋼帶的質量。雖然該種鋼帶的整體強度較高,但是在煤礦巷道圍巖中的強度較低,經常會出現螺母壓入預留孔中,導致鋼帶失效。因此,W型鋼帶需要進一步加強質量控制,同時在實際應用中要完善和提高工藝水平,從而縮小與國際先進水平的差距。
另外,在煤礦開采條件越來越復雜的情況下,應采用巷道樹脂錨桿技術的應用,該種技術正朝著高強度、高荷載的方向發展,這就需要樹脂錨桿技術應用所需的材料要與其發展方向一致。當前使用的不飽和聚酷型樹脂錨固劑存在固化收縮的問題,因此,開發無固化收縮和膨脹性好的樹脂錨固劑尤為重要。我國樹脂錨固劑生產設備較為落后,自動化水平不高,使得樹脂錨固劑的質量得不到控制,所以研制高強度、性能好的樹脂錨固劑是十分必要的。
結語
綜上所述,雖然我國錨桿支護技術已經經歷幾十年的發展和完善,但是從整體質量和性能來看,依然存在很多缺陷與不足之處,無論是錨桿支護的理論研究還是錨桿支護設計與監測工作等方面,均有待加強和完善。因此,加強錨桿支護的理論研究,在施工工藝、設計及施工機具上不斷創新,提高錨桿支護制作水平和監測手段,是保證煤礦開采安全、可靠的關鍵,也是提高煤礦行業安全生產、提高產量、保證質量效率的基本保障。
參考文獻:
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關鍵詞:煤礦巷道 錨桿支護 應用
0 引言
進行有效的支護對于安全生產而言有著重要的意義和地位。隨著煤礦開采地區的地質條件各方面變得越來越復雜,對于支護的要求也相應增高。
其中錨桿支護在我國已經有了超過五十年的歷史,錨桿支護技術在不斷的朝著先進化方向前進。
然而隨著煤礦巷道埋深增加,地質條件越來越復雜,以及強烈的采動影響,進行高強度的錨桿支護當中所出現的問題也隨之增加。
支護效果不佳,無法保障安全生產,這就要求從優化錨桿支護設計等方面提高支護效果,保障在應用當中的有效性和高效性。
1 應用理論基礎
錨桿支護的應用理論主要有三個方面的內容:
第一,加固拱論證。針對那些較為松散、破碎和脆弱的巖層,并不影響錨桿的使用,同樣可以通過錨桿形成完整的承載結構。為了保障結構的完整性,在進行錨桿的安裝之時,間距應該較小,這就能夠在巖體里產生較為完整的,并且足以承受破壞上部分破碎巖層載荷的均勻壓縮帶。由于該觀點將整體對錨桿支護的作用,進行了完全而充分的考慮,并且保障了在經濟之上獲得較大利益,所以在軟巖巷道當中應用較為廣泛。
在具有層疊狀的巖層當中較為適用組合梁。此種方式的基礎就是錨桿對巖層滑動又離層的相互制約作用,并且對于各方面都進行了綜合性的考慮,最終形成了該原理。錨桿提供軸向力也通過該論證證明,并且通過錨桿支護能夠有效的束縛離層,提高巖層間的摩擦和阻力,這樣就和錨桿一起形成抗壓力,共同阻擋巖層間的滑動。
懸吊理論是最早出現的錨桿支護理論,該理論較為簡單,容易理解,并且運用也較為方便。懸吊理論較為適用上方巖層穩定,下方巖層破碎、松散的情況。
2 錨桿支護的不足和對策
2.1 錨桿支護的不足
目前我國的錨桿支護之上還存在諸多的不足,主要存在以下幾個方面的缺陷:
第一,設計缺陷。我國針對煤礦巷道的錨桿支護之上制定了相應的規范,但被運用在實際當中之時,設計之上的缺陷依舊存在。對于錨桿支護的設計由于受到的制約和影響因素較多,所以設計不夠完善和合理,甚至由于設計不科學而造成安全事故。
第二,材質問題。在選擇支護的材料之時,由于選擇的材料質量達不到相關標準和規范,最終導致支護達不到預期目標,無法保障生產的安全性。
第三,設備落后。目前使用的一些常規儀器,在精度和實用之上較為欠缺,無法滿足在實際運用當中的需求。
第四,技術施工的不足。在進行具體的施工當中,由于技術限制無法完全按照設計進行,對于系統的理論無法領會、管理水平不高等。
2.2 對策
可以從以下方面完善以上存在的不足:
首先,引進先進技術。針對技術不足這個問題,可以通過引進同行業或者國外先進的技術,進而完善技術。同時要不斷的進行自主創新,促進支護技術的發展。只有不斷的提高錨桿的強度和剛度、可靠性,才能夠切實保障煤礦開采的安全性和高效性,實現快速掘進。
其次,結合市場情況,調整產品結構,提升市場競爭力。
最后修訂產品標準,建立健全相關法律法規。
3 實際應用分析
3.1 錨桿支護的應用發展
目前錨桿技術在我國的煤礦當中運用最為廣泛和深刻,這種技術在各種地質復雜、條件困難的背景之下,由于其諸多的優勢而表現良好。在巷道支護的發展過程當中,從木支護到后面的錨桿支護,這整個發展過程都說明了錨桿支護具有經濟性和有效性,而且在開采煤礦當中能夠提高生產效率,是實現快速掘進不可缺少的一部分。它保障了效益和安全的雙贏局面,完美的攻克了支護之上的技術難題。
如今我國的煤礦需求在一定時期之內依舊會保持一個穩定上升,甚至快速上升的趨勢,面對煤礦需求的增加,開采巷道各方面條件也越來越復雜。加之巷道當中多會出現矩形斷裂面,它的承受力較小,所以長時間保護煤巷的柱體面也很小。以上的所有因素導致在開采煤礦當中對于巷道的安全支護非常困難、復雜,對于支護的要求也更高,而錨桿支護無疑很好的解決了這個技術難題。
通過科學合理的支護設計,保障預應力高且所支護的強度達到相關要求,避免再次支護。通過支護手段有效的保障了巖體的連續性,解決了在具有復雜性和深度較高的煤巷開采阻礙。并且為了更好的滿足煤礦行業的需求,進一步的開發出,具有多種技術進行測試和維護的,成套性的支護技術。這就成為了在實際應用當中的一個首選,其能夠有效的控制圍巖的強烈變形,長時間的保持穩定,支護效果十分顯著。
要提高錨桿支護的效果和普及應用,進行機械化施工是必要的條件之一。其能夠有效的提高工作效率和質量,降低工作人員的勞動量、改善勞動條件等。
因此煤礦行業的工作人員一直致力于改進錨桿機具,提高相關技術水平,開發出綜合性的設備,集掘進和錨桿于一體,有效的提高了工作效率,實現安全支護和快速掘進。
3.2 錨桿支護相關技術的進步
通過長期的發展,錨桿支護的測量手段呈現多元化趨勢發展。在位移測量之上可以選用測桿、單點和多點位移計等方式進行。針對錨桿的錨固力和軸向力之上的測量,可以利用錨桿拉力計、托盤式壓力盒等方式。這些多元化的測量方式,有效的為設計提供了重要依據。在錨桿支護當中,錨固的作用有兩種效應:
第一種是軸向效應。它的主要作用是徑向的作用于圍巖,在最大限度之上保障三向壓應力狀態,從而確保進行開挖之后能夠形成新的較為穩定的狀態。
第二種是橫向效應,主要是阻止剪切破壞。當巖體發生錯動之時,或者受到的剪應力太大,就會相應的造成剪切破壞。
而錨桿支護的橫向效應主要就是為了提高橫向之上的抗剪切強度。通過錨桿支護的應用,有效的推動了煤礦企業的快速穩定發展,保障了煤礦巷道的安全性和穩定性,提高了工作效率。
4 結語
綜上所述,隨著煤礦行業的發展對于錨桿支護的運用越來越多,其不僅能夠有效的解決了在復雜地質之下進行煤礦開采的難題,而且有效的實現了安全快速掘進的目的。
這就要求在之后的運用當中不斷的提高錨桿支護的設計科學性、優化施工等,不斷的提高錨桿支護的有效性和先進性。
參考文獻:
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關鍵詞:煤礦巷道;支護技術;錨桿支護;應用分析
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A
1、煤礦巷道相關支護技術類型的介紹
1.1根據支護過程來對支護技術進行分類
就煤礦巷道支護技術來說,目前可以將其分為許多種類型。首先我們根據支護過程中對圍巖產生的作用來劃分的話,可以得到四種類型的支護方法。第一種支護方法是根據對巷道圍巖的力學性質進行改善來進行實現的。第二種支護方法是對巷道圍巖表面來進行作用而實現的。第三種支護方法是對巷道圍巖的內部及表面來進行作用而實現的。第四種支護方法是對巷道應力進行降低來進行實現的。
1.2對各種支護技術的簡單介紹
從這些支護技術的分析過程來看,砌碹支護技術就是一種作用在巷道圍巖表面來實行的支護技術,這種技術在很早以前就在煤礦巷道支護的過程中得到應用,并在目前的一些煤礦礦井中仍然對其進行使用。但是在使用的過程中,一般都是將其用于對特殊巷道及硐室的支護過程中。對于棚式支護技術來說,原本在煤礦巷道的技術過程中占據有主導的地位,得到了廣泛的應用,但是因為近些年來說,隨著煤礦礦井的深度不斷的加深,使得煤礦礦井的地形條件變得較為復雜,因此此種技術后來被錨桿支護技術所代替。對于錨噴支護技術來說,其在使用的過程中具有很大的優勢,其中使用的過程,主要對其使用的是巖巷支護技術,其次就是對錨桿支護技術的使用,錨桿支護技術也在支護過程中占據了較大的地位。最后對于應力控制技術來說,它是屬于一種能夠對巷道應力做到有效降低的支護技術,這種技術使用的過程中具有較大的復雜性,因此并沒有在實際的操作過程中得到較多的應用。因此目前在煤礦巷道支護的過程中,使用最為廣泛的還是錨桿支護技術。
2、目前煤礦巷道技術在使用的過程中存在的現狀及問題
2.1錨桿支護技術在煤礦巷道的應用狀況就目前看來,我國的不少煤礦開采的深度已達到1000余米之上,不僅僅開采深度大,而且地質構造及其復雜,存在礦井災害發生的可能性,給煤礦的開采帶來了很大的困難。但在不斷地技術改革和大量的資金投入,新型的技術和材料被應用到巷道支護中,為煤礦巷道支護技術提供了很大的保障。目前,就應用范圍而言,錨桿支護技術已經由穩定的巖層、靜壓巷道、全巖巷道發展到了松軟破碎巖層、動壓巷道、采區煤巷;就錨桿的種類而言,也有了很大的改善,從木錨桿發展到了多種多樣的金屬錨桿;就支護形式而言,錨桿支護的形式由單一的錨桿支護發展到現在的錨網帶及錨索等多種方式聯合支護。這都大大推動了錨桿支護技術的發展,使得錨桿支護達到了97.15%的應用率。 2.2 錨桿支護存在的問題 雖然煤礦公司在巷道支護方面投入了很大的支持,但巷道支護技術仍存在很大的問題。其主要表現可概括為以下幾點: 第一:隨著礦井深度的不斷增加和地質構造復雜性的增加,使得巷道的壓力也越來越大。復雜的地質條件極可能留下煤柱、采區煤柱、斷層構造帶煤柱造成應力集中,就會增加煤礦巷道的支護難度,由于開采的進行錨桿從托盤拉斷或者跟隨煤體移動,也都會造成巷道的支護困難。 第二:當前的深部巷道圍巖破壞機理仍然存在很大的問題,需要更多的理論研究來支持和完善相應的控制工作。 第三:當前仍然采用工程比擬法來對巷道的各個參數進行指導,沒有形成一個科學嚴謹的計算機動態輔助系統和巷道支護合理性評價系統來支撐錨桿支護工作,也就無法保證巷道的最佳效果和煤礦的安全經濟效益。 第四:軟巖破碎帶等地點錨網噴二次支護理論無法在深部動壓影響區、構造壓力帶、軟巖破碎帶等特殊條件下使用,仍需進一步研究。 第五:當前使用的支護材料普遍采用螺距較大、鎖緊力低的全螺紋錨桿,并且經受到大震動(如:放炮)后易出現松動的情況,還有其他一些材料和器械都不適應煤礦深部的巷道條件,無法滿足所需的支護條件。 3、錨桿支護技術在煤礦巷道中的應用分析錨桿支護技術已經廣范應用到多種煤礦巷道中,包括地質條件極其復雜的千米深井高地應力巷道、軟巖巷道、強烈動壓影響巷道、沿空掘巷與留巷。下面就其應用進行具體分析: 3.1錨桿支護技術在極軟巖巷道中的應用分析軟巖煤礦的煤層和頂底板巖層膠結相對較差, 并且煤巖體存在一些問題:如強度低、松散破碎、易風化、易崩解、遇水膨脹等,這就使得在軟巖礦井中的巷道支護變得更加困難。對于具有膨脹性的極軟巖,應該挖掘斷面,并且使其呈直強半圓拱形,巷道采用樹脂全場預應力錨固支護,同時用W護板、鋼筋網、菱形金屬網護表,錨桿全部垂直巷道表面。根據實際情況進行具體的參數設定后,總體上可以保證圍巖的形變在可接受范圍之內,從而保證煤礦的安全生產。 3.2 深部沿空留巷中的錨桿支護技術應用分析 深部沿空留巷中的支護問題是一項較為棘手的難題,要做好其支護工作,首先要根據本地巷道的實際參數確定錨桿的使用情況,如有的巷道可以組合使用強力錨桿和錨索,并使用W鋼帶和金屬網戶頂,應用高預應力和強力錨桿等強化支護效果。雖然巷道的圍巖位移會明顯增加,但在整體上能夠保證圍巖和填充體的穩定。因此,可以滿足煤礦安全生產的需求。 4、對目前我國煤礦巷道支護技術的應用分析
4.1錨桿技術在煤礦巷道支護過程中所取得作用
就目前來說,在我國煤礦巷道的支護過程中,錨桿支護技術占據了支護過程中的主導地位,并且在很多煤礦巷道中得到有效的應用。錨桿支護技術的使用,不僅能夠對煤礦企業的安全生產做到保證,還能夠在使用的過程中對煤礦的經濟效益做到了極大程度的提升,因此有人說錨桿支護技術的使用是煤礦采掘技術的一次革命。
在實際的應用過程中,錨桿支護技術也證明了其所具有的作用,它是巷道支護過程中最具有效及最為經濟的支護技術之一,因此要想實現煤礦行業能夠得到最大的經濟效益,就必須要對錨桿支護技術的使用。
4.2錨桿支護技術的應用發展過程
就錨桿支護技術來說,其在應用的過程中,也經歷了從低強度、高強度到高預應力、強力支護著一些發展過程。當期就此項支護技術來說,已經做到了對巷道圍巖地質力學測試、動態信息支護設計、高強度與高剛度支護材料、快速施工機具與工藝、工程質量檢測與礦壓監測及錨固與注漿聯合加固在內的錨桿支護成套技術的有效開發。使其成為煤礦巷道首選的支護技術。高強度、高剛度錨桿支護技術成功應用于千米深井巷道、軟巖巷道、強烈動壓影響巷道、沿空掘巷與留巷、采空區留巷等復雜困難條件,圍巖的強烈變形得到有效控制,取得良好的支護效果。總起來說錨桿支護技術是不僅保證了采煤工作面的安全、快速、高效推進,煤炭產量和效益的大幅度增長,而且也深刻地改變了礦井的開拓部署與巷道布置方式,促進了礦井的和諧發展。
5、結語
煤炭巷道支護技術的發展是一個不斷進行的過程,在不同的階段,都有其所對應的支護技術。這些支護技術的使用,給煤炭行業的發展起到了關鍵的作用。隨著目前煤礦礦井條件的變化,因此在實際應用中,突出了對錨桿支護技術的應用過程。因此在未來,我們還需做到進一步的研究,促使煤礦巷道技術的不斷發展。6、參考文獻
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