煤巷錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)淺析

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1、煤巷錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)淺析【摘要】在煤礦巷道掘進(jìn)工作中，快速支護(hù)施工工藝已成為提高巷道支護(hù)效果、實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵。錨桿支護(hù)作為一種有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方式，由于對巷道圍巖強(qiáng)度的強(qiáng)化作用，可顯著提高圍巖的穩(wěn)定性，因而成為煤礦企業(yè)礦井巷道的一種主要支護(hù)形式。【關(guān)鍵詞】煤巷錨桿支護(hù)煤巷錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)淺析【摘要】在煤礦巷道掘進(jìn)工作中，快速支護(hù)施工工藝已成為提高巷道支護(hù)效果、實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵。錨桿支護(hù)作為一種有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)方式，由于對巷道圍巖強(qiáng)度的強(qiáng)化作用，可顯著提高圍巖的穩(wěn)定性，因而成為煤礦企業(yè)礦井巷道的一種主要支護(hù)形式?！娟P(guān)鍵詞】煤巷

2、錨桿支護(hù)技術(shù)我國煤巷支護(hù)經(jīng)歷了木支護(hù)、工字鋼架棚支護(hù)、u形鋼拱形可縮性支護(hù)和錨桿支護(hù)技術(shù)的發(fā)展過程。與棚式支架支護(hù)相比，錨桿支護(hù)顯著提高了巷道支護(hù)效果，提高了支護(hù)速度，減輕了工人勞動強(qiáng)度。目前，煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)已在國內(nèi)外得到普遍應(yīng)用，是煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效生產(chǎn)必不可缺少的配套技術(shù)。一、煤巷錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)技術(shù)推廣的意義煤巷掘進(jìn)效率低、機(jī)械不能充分發(fā)揮作用，在很大程度上與配套能力低、配套不完善有關(guān)。巷道掘進(jìn)系統(tǒng)中的主要配套環(huán)節(jié)多、包括支護(hù)、轉(zhuǎn)載、運(yùn)輸、供電、供水、通風(fēng)、降塵等，要提高煤巷掘進(jìn)效率、充分發(fā)揮機(jī)械化作用，必須提高設(shè)備綜合配套能力，使之進(jìn)

3、一步完善。特別是支護(hù)和運(yùn)輸工作量大，占用時間多，必須解決好這兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能充分發(fā)揮掘進(jìn)設(shè)備的潛力。在縮短支護(hù)時間方面，根據(jù)地質(zhì)條件，盡量采用錨桿支護(hù)，提高巷道支護(hù)效果，減輕工人勞動強(qiáng)度，加快成巷掘進(jìn)速度。二、煤巷錨桿支護(hù)的相關(guān)理論及原則目前錨桿支護(hù)理論有懸吊理論、組合梁理論和加固拱理論等。懸吊理論是最早的錨桿支護(hù)理論，特別是在頂板上部有穩(wěn)定巖層，而其下部存在松散、破碎巖層的條件下，這種支護(hù)理論應(yīng)用比較廣泛。其主要缺陷是僅考慮了錨桿的抗拉作用，沒有涉及其抗剪能力及對破碎巖層整體強(qiáng)度的提高。組合梁理論充分考慮了錨桿對巖層離層與滑動的約束作用，

4、適用于層狀巖層。該理論認(rèn)為，錨桿提供的軸向力將對巖層離層產(chǎn)生約束，并且增大了各巖層間的摩擦力，與錨桿桿體提供的抗剪力一同阻止巖層間產(chǎn)生相對滑動。加固拱理論認(rèn)為，即使在軟弱、松散、破碎的巖層中安裝錨桿，也可以形成一個承載結(jié)構(gòu)。只要錨桿間距足夠小，就能在巖體中產(chǎn)生一個均勻壓縮帶，它可以承受破壞區(qū)上部破碎巖石的載荷。煤巷錨桿支護(hù)工藝要遵循四個原則：一是提高單根錨桿與單根錨索的強(qiáng)度，在保證支護(hù)強(qiáng)度不低于原有支護(hù)強(qiáng)度和巷道安全的前提下，減小錨桿密度，降低單位面積上錨桿數(shù)量，從支護(hù)設(shè)計上提高成巷速度；二是提高錨固系統(tǒng)的整體剛度，增加錨固區(qū)抵抗變形的能力。

5、充分發(fā)揮大扭矩錨桿及高預(yù)緊力錨索的支護(hù)作用；三是大幅度提高錨桿的預(yù)緊力，提高錨桿控制圍巖的早期擴(kuò)容與離層的能力，最大限度地保持錨固煤巖體的完整性和承載能力，避免圍巖產(chǎn)生較大的變形，使其強(qiáng)度過早、過快地降低。設(shè)計錨桿預(yù)緊力應(yīng)達(dá)到其屈服強(qiáng)度的30％～40％；四是提高組合構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度。由于錨桿密度降低，錨桿間的距離增大。為了有效控制錨桿之問煤巖的變形、松散、破壞，需要增加鋼帶的強(qiáng)度與剛度。三、煤巷錨桿支護(hù)的影響因素影響煤巷錨桿支護(hù)的主要因素有兩方面，一是錨桿的選擇，一是斷面選擇。錨桿選擇包括①錨桿種類的選擇。錨桿種類的選擇主要是錨桿的材質(zhì)、直徑

6、、延伸素、讓壓性能、預(yù)緊力的選擇比較以及錨固劑的選擇。②錨桿的讓壓性能。深部高應(yīng)力巷道錨桿支護(hù)的成功與否與錨桿是否具有足夠的高位讓壓性能具有很大的關(guān)系。③錨桿的預(yù)緊力。較高的錨桿預(yù)緊力可以提供錨桿相應(yīng)的支護(hù)應(yīng)力，阻礙圍巖的變形。對于深部高應(yīng)力巷道的錨桿支護(hù)，施工扭矩為400--600n·m，可以提供30~70kn的預(yù)緊力。④錨固劑的選擇。由于目前高強(qiáng)錨桿的桿體直徑大都在22mm左右，甚至達(dá)到25mm，使用傳統(tǒng)的錨固劑進(jìn)行攪拌，是比較困難的，應(yīng)選用低黏度的錨固劑。初期高強(qiáng)讓壓錨桿的錨固劑應(yīng)盡量選擇兩塊，第一塊應(yīng)選擇快速或超快速錨固劑，保證錨桿的

7、初期安裝應(yīng)力的迅速試驗，第二塊應(yīng)選用中速或慢速錨固劑，保證錨桿的長時錨固力。對于深部高應(yīng)力巷道的錨桿支護(hù)，在進(jìn)行斷面選擇時，必須考慮巷道的服務(wù)年限和頂?shù)装迳M(jìn)行慎重選擇。對于服務(wù)年限較長的開拓、準(zhǔn)備巷道，應(yīng)盡量選用承壓效果好的網(wǎng)弧拱斷面。對于回采巷道，頂板完整性較好的巷道，可采用梯形斷面；復(fù)合頂板或破碎頂板的巷道，應(yīng)采用承壓性效果較好的斜切圓拱形斷面。斜切圓弧拱高一般為巷道寬度的2/5—1/4，斜切圓拱形巷道上肩窩部高度達(dá)到煤層頂板，巷道下幫墻高根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行設(shè)計，掘進(jìn)過程中通過控制中部高度實(shí)現(xiàn)拱高控制。四、煤巷錨桿支護(hù)快速掘進(jìn)的技術(shù)手段1

8、、發(fā)展掘錨新機(jī)具當(dāng)前煤巷快速掘進(jìn)的施工方法為：掘進(jìn)機(jī)割煤--橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和固定皮帶機(jī)運(yùn)煤--敲幫問頂--頂錨桿機(jī)打頂眼并安裝、幫錨桿機(jī)打幫眼并安裝，實(shí)現(xiàn)一次成巷、