论文部分内容阅读
摘要：目前，随着人口的增长，人类对煤炭资源的需求也会越来越大了。在煤炭开采过程中，井下地质条件复杂，断层、陷落柱等地质构造较多，这些构造附近的煤岩层由于受地质作用影响变得破碎、不稳定，给施工现场顶板管理造成很大的困难。介绍了大倾角上山巷道的支护设计方法以及支护技术。通过选择合理的支护方式，提高了巷道的掘进速度，同时有效地控制了顶板离层和冒顶现象的发生，达到了巷道支护的预期效果。本文对大倾角全岩掘进的支护技术进行了分析，希望为业界人士提供一定的参考价值。
关键词：大倾角 上山巷道 支护技术 联合支护
在现阶段下，人们对资源的需求增大，于是开采的矿井也越来越有难度了，大多数的矿井都进入了深部开采，深部开采会出现地压增大、瓦斯涌出量增加等更多的问题；因此掘进工作面采用单一的临时支護方式无法对围岩进行有效控制。经过研究论证，掘进工作面采用初喷浆、前探梁、护帮梁及护岩网等联合支护方式对围岩进行了临时控制，为工作面永久支护创造了条件，保证了安全生产，本文将对此进行详细的分析
一、掘进技术的应用现状
由于需求需要，我们希望能够进行快速掘进、开采出更多的资源，于是对能够快速掘进所需技术进行了分析。得出了快速掘进技术依赖于系统设计、开发技术、支护技术、装备技术、施工管理与组织等多方面因素决定的。虽然现在复杂的地质条件，对掘进进程的影响很大；但是还是存在很多可以人为避免的问题，比如：岩巷钻眼、排矸过程所需的时间过长，很多的配套都有些不合理，掘进中支护跟不上，系统安排有些不合理，安全问题很难得到保障等问题。
二、大倾角上山巷道支护技术
1、巷道的临时支护
在巷道上山掘进过程中，每次爆破后必须采用前探梁支护好空顶，在临时支护后做好巷道的永久支护。临时支护材料： 3根长4 m、ù5018 mm无缝钢管， 6个螺母吊环，若干块背木板。前探梁与空顶之间必须背紧、背实。
2、喷射混凝土支护
喷射混凝土支护可分为一般喷射混凝土与纤维增强喷射混凝土。喷射混凝土可以与岩石层构成一个共同承载力量的整体，所以支护的厚度可以减薄为原来的一半，从而巷道掘进断面可以减少很多；喷射混凝土支护还可以节约木材和钢材，使混凝土的来往运送、浇灌、捣固等工序合成一条作业线，从而减少了很多的繁琐、复杂的工序，可以使施工速度提高2～3倍，工时有所减少，功效有了一定的提高；喷射混凝土还可以用管道进行长距离的输送，喷射混凝土能大大提高巷道掘进围岩的自身稳定性和承载能力。总之，喷射混凝土无论到是在技术上还是在经济上都比普通混凝土有更多的优势。在喷射混凝土支护中有一种钢纤维喷射混凝土支护，钢纤维喷射混凝土基于普通喷射混凝土，但是又有所不同，是在普通喷射混凝土中加入适量的钢纤维。从而形成了一种新型的复合材料，这种新型的复合材料具有了很大的改善，具有了不同于普通混凝土的一些强度高、在破坏后仍然有残余的特点；使喷射混凝土更加耐用、具有很强的抗弯、抗疲劳功效。
3、前探梁是对巷道顶板进行控制的主要临时支护方式
大倾角上山掘进工作面顶板采用吊挂前探梁作为临时支护，前探梁用Ф75×4500mm的两根钢管制作，配吊环、两块2600×150×50mm（长×宽×厚）木板共同组成。前探梁用吊环固定，每根前探梁配两个吊环。吊环用配套的锚杆螺帽固定在顶板锚杆上，并上满丝帽。每个吊环内安两块夹板，前探梁钢管用两块夹板夹住并用螺帽紧固。掘进工作面放完炮后必须先进行敲帮问顶，进行初喷浆再联网，将未支护段顶板敷上网，然后在永久支护段架设前探梁，将吊环固定在永久支护锚杆上，将前探梁插入吊环内，再将前探梁撺到未支护段将顶网托起，在网下部担上木板，将前探梁夹板上紧。如果前探梁接顶不实用木楔楔（刹）紧，保证其牢固有力。然后人员在前探梁的掩护下进行其他作业，前探梁前端距迎头不大于0.2m，前探梁木板距巷帮不大于0.4m。掘进工作面顶板起伏较大或出现错茬无法使用卡子固定前探梁时，可用30T溜子链条固定，保证前探梁正常使用。当掘进工作面顶板破碎局部出现漏顶、冒顶，使用前探梁无法接顶时，敷好网后在网下部横担一排木板，并将前探梁固定牢固。
4、两帮支护形式
Q335高强螺纹锚杆+双抗网+金属网+梯子梁。高强螺纹锚杆：φ18mm×2 500mm，配150mm×150mm×10mm的高强托盘及扭矩螺母、减阻增压片。锚杆的间排距设计为800 mm×800 mm。每根锚杆使用2卷M2350型中速低稠树脂锚固剂，帮锚杆的预紧力必须达到200N·m。两帮最上一排帮锚杆距离顶板不超过200mm，最下一排帮锚杆距离底板不超过300mm。如图1、图2所示，巷道两帮最上一排帮锚杆锚入巷道顶板岩石内的长度为447mm，巷道两帮最下一排帮锚杆锚入巷道底板200mm。
5、工作面顶部超前掘进施工及护岩网的设置是对迎头破碎岩层进行控制的主要临时支护方式
掘进迎头岩层较破碎时，为确保迎头下部施工人员的安全，可采用设置护岩网的方法对迎头破碎岩层进行临时控制。护岩网采用2000×1000mm的金属网，根据巷道断面设置2～3片，护岩网采用锚杆进行固定。可充分利用迎头固定耙装机回头轮的锚杆，必须保证护岩网紧贴岩面，使其真正发挥固定破碎岩层的作用。在迎头打眼过程中，可逐片拆除影响打眼的护岩网。
6、大倾角上山巷道顶锚杆角度的保证
在煤矿巷道支护中，锚杆安装的角度直接关系着巷道的支护质量。由国家煤矿安全监察局制定的《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》明确规定，锚杆安装的方向与井巷的轮廓线的角度不得小于75°；永煤集团公司2005年制订的《煤巷锚杆支护质量标准》规定，锚杆安装的方向与岩面法线间的夹角A不得大于5°。实践证明：锚杆安装的方向与岩面法线间的夹角越大，锚杆越容易出现/穿皮现象，锚杆的锚固力大大降低。
结语：
大倾角上山巷道掘进采用锚网带+锚索梁（29U型梁）联合支护代替传统的支护方式。施工现场采用这种联合临时支护方式后，取得了良好的支护效果，杜绝了漏顶、冒顶等顶板事故的发生，并为做永久支护做好准备。
参考文献：
[1]李爱军.大倾角上山巷道掘进支护技术[J]. 中州煤炭，2007，0114-15.
[2]张文义，孔凡军，徐中正.大倾角掘进工作面上山施工临时支护方式研究及应用[J].中国高新技术企业，2013，01110-112.
关键词：大倾角 上山巷道 支护技术 联合支护
在现阶段下，人们对资源的需求增大，于是开采的矿井也越来越有难度了，大多数的矿井都进入了深部开采，深部开采会出现地压增大、瓦斯涌出量增加等更多的问题；因此掘进工作面采用单一的临时支護方式无法对围岩进行有效控制。经过研究论证，掘进工作面采用初喷浆、前探梁、护帮梁及护岩网等联合支护方式对围岩进行了临时控制，为工作面永久支护创造了条件，保证了安全生产，本文将对此进行详细的分析
一、掘进技术的应用现状
由于需求需要，我们希望能够进行快速掘进、开采出更多的资源，于是对能够快速掘进所需技术进行了分析。得出了快速掘进技术依赖于系统设计、开发技术、支护技术、装备技术、施工管理与组织等多方面因素决定的。虽然现在复杂的地质条件，对掘进进程的影响很大；但是还是存在很多可以人为避免的问题，比如：岩巷钻眼、排矸过程所需的时间过长，很多的配套都有些不合理，掘进中支护跟不上，系统安排有些不合理，安全问题很难得到保障等问题。
二、大倾角上山巷道支护技术
1、巷道的临时支护
在巷道上山掘进过程中，每次爆破后必须采用前探梁支护好空顶，在临时支护后做好巷道的永久支护。临时支护材料： 3根长4 m、ù5018 mm无缝钢管， 6个螺母吊环，若干块背木板。前探梁与空顶之间必须背紧、背实。
2、喷射混凝土支护
喷射混凝土支护可分为一般喷射混凝土与纤维增强喷射混凝土。喷射混凝土可以与岩石层构成一个共同承载力量的整体，所以支护的厚度可以减薄为原来的一半，从而巷道掘进断面可以减少很多；喷射混凝土支护还可以节约木材和钢材，使混凝土的来往运送、浇灌、捣固等工序合成一条作业线，从而减少了很多的繁琐、复杂的工序，可以使施工速度提高2～3倍，工时有所减少，功效有了一定的提高；喷射混凝土还可以用管道进行长距离的输送，喷射混凝土能大大提高巷道掘进围岩的自身稳定性和承载能力。总之，喷射混凝土无论到是在技术上还是在经济上都比普通混凝土有更多的优势。在喷射混凝土支护中有一种钢纤维喷射混凝土支护，钢纤维喷射混凝土基于普通喷射混凝土，但是又有所不同，是在普通喷射混凝土中加入适量的钢纤维。从而形成了一种新型的复合材料，这种新型的复合材料具有了很大的改善，具有了不同于普通混凝土的一些强度高、在破坏后仍然有残余的特点；使喷射混凝土更加耐用、具有很强的抗弯、抗疲劳功效。
3、前探梁是对巷道顶板进行控制的主要临时支护方式
大倾角上山掘进工作面顶板采用吊挂前探梁作为临时支护，前探梁用Ф75×4500mm的两根钢管制作，配吊环、两块2600×150×50mm（长×宽×厚）木板共同组成。前探梁用吊环固定，每根前探梁配两个吊环。吊环用配套的锚杆螺帽固定在顶板锚杆上，并上满丝帽。每个吊环内安两块夹板，前探梁钢管用两块夹板夹住并用螺帽紧固。掘进工作面放完炮后必须先进行敲帮问顶，进行初喷浆再联网，将未支护段顶板敷上网，然后在永久支护段架设前探梁，将吊环固定在永久支护锚杆上，将前探梁插入吊环内，再将前探梁撺到未支护段将顶网托起，在网下部担上木板，将前探梁夹板上紧。如果前探梁接顶不实用木楔楔（刹）紧，保证其牢固有力。然后人员在前探梁的掩护下进行其他作业，前探梁前端距迎头不大于0.2m，前探梁木板距巷帮不大于0.4m。掘进工作面顶板起伏较大或出现错茬无法使用卡子固定前探梁时，可用30T溜子链条固定，保证前探梁正常使用。当掘进工作面顶板破碎局部出现漏顶、冒顶，使用前探梁无法接顶时，敷好网后在网下部横担一排木板，并将前探梁固定牢固。
4、两帮支护形式
Q335高强螺纹锚杆+双抗网+金属网+梯子梁。高强螺纹锚杆：φ18mm×2 500mm，配150mm×150mm×10mm的高强托盘及扭矩螺母、减阻增压片。锚杆的间排距设计为800 mm×800 mm。每根锚杆使用2卷M2350型中速低稠树脂锚固剂，帮锚杆的预紧力必须达到200N·m。两帮最上一排帮锚杆距离顶板不超过200mm，最下一排帮锚杆距离底板不超过300mm。如图1、图2所示，巷道两帮最上一排帮锚杆锚入巷道顶板岩石内的长度为447mm，巷道两帮最下一排帮锚杆锚入巷道底板200mm。
5、工作面顶部超前掘进施工及护岩网的设置是对迎头破碎岩层进行控制的主要临时支护方式
掘进迎头岩层较破碎时，为确保迎头下部施工人员的安全，可采用设置护岩网的方法对迎头破碎岩层进行临时控制。护岩网采用2000×1000mm的金属网，根据巷道断面设置2～3片，护岩网采用锚杆进行固定。可充分利用迎头固定耙装机回头轮的锚杆，必须保证护岩网紧贴岩面，使其真正发挥固定破碎岩层的作用。在迎头打眼过程中，可逐片拆除影响打眼的护岩网。
6、大倾角上山巷道顶锚杆角度的保证
在煤矿巷道支护中，锚杆安装的角度直接关系着巷道的支护质量。由国家煤矿安全监察局制定的《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》明确规定，锚杆安装的方向与井巷的轮廓线的角度不得小于75°；永煤集团公司2005年制订的《煤巷锚杆支护质量标准》规定，锚杆安装的方向与岩面法线间的夹角A不得大于5°。实践证明：锚杆安装的方向与岩面法线间的夹角越大，锚杆越容易出现/穿皮现象，锚杆的锚固力大大降低。
结语：
大倾角上山巷道掘进采用锚网带+锚索梁（29U型梁）联合支护代替传统的支护方式。施工现场采用这种联合临时支护方式后，取得了良好的支护效果，杜绝了漏顶、冒顶等顶板事故的发生，并为做永久支护做好准备。
参考文献：
[1]李爱军.大倾角上山巷道掘进支护技术[J]. 中州煤炭，2007，0114-15.
[2]张文义，孔凡军，徐中正.大倾角掘进工作面上山施工临时支护方式研究及应用[J].中国高新技术企业，2013，01110-112.