探讨煤巷围岩控制与锚网支护技术

2017-01-27李占龙艾国防

科学中国人 2017年9期

关键词：锚索锚杆顶板

杨永，李占龙，艾国防

鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限公司

探讨煤巷围岩控制与锚网支护技术

杨永，李占龙，艾国防

鄂尔多斯市营盘壕煤炭有限公司

煤巷是目前煤矿回采巷道的主要形式，由于煤矿井下施工环境复杂，煤巷所处底层的条件多样,围岩的性质多变,因此研究煤巷围岩控制技术对于煤矿安全生产来说具有非常重要的作用。锚网支护技术作为有效的煤巷支护方式，其对煤巷围岩具有强化作用，因此本文通过研究煤巷围岩控制与锚网支护技术,提出优化锚网支护技术在煤巷围岩控制中的应用。

煤巷；围岩控制；锚网支护技术

引言

煤巷围岩因为受到采动而出现变形，所以实现煤巷围岩构造支护能力的提升以及避免出现煤壁片帮是确保煤巷安全的基础，其中一种有效支护煤巷的手段是锚网支护技术，其能够明显地提升煤巷围岩强度，以及这种支护手段的费用比较少，并且可以实现煤巷断面使用率的提升。当今很多国家都应用锚网支护技术，在国内煤矿企业当中也普遍地应用锚网支护技术。

1 煤巷围岩控制与锚固的原理分析

1.1 煤巷围岩控制的原理

煤巷围岩控制的原理是围岩跟支护互相影响的原理，由于属于地下工程的煤巷有别于通常的工程，岩体有着一定的承载性能，因此岩体跟支护手段互相渗透。换言之，以支护的方式提高煤矿开采空间可靠性的提升，体现岩体的承载性能。能够划分煤巷围岩控制原理为被动支护以及主动支护。主动支护即借助支架将事前准备好的预应力施加给围岩，像是锚索和锚杆预紧力等，其重点是加固处理围岩。被动支护就是对围岩不实施任何的预应力，支架重点支护围岩散体荷载，像是巷道钢拱支架，其并非加固围岩。

1.2 煤巷围岩的锚固理论

锚固理论重点是对锚固构造和围岩的力学影响原理进行分析，应用锚固原理能够从技术上支撑煤巷围岩控制。有关锚固理论存在非常多的说法，然而，其都立足于假设理论。为此，锚固理论要远远滞后于实践。当今的锚固理论是组合拱压缩拱理论、最大水平应力理论、悬吊理论、围岩松动圈理论、组合梁理论等，这一系列的理论各具特点，锚杆支护的早期理论是悬吊理论，其在顶板下是松散岩层以及顶板上是稳定岩层的状况下适宜应用，然而未曾兼顾破碎岩层强度的提升和锚杆的抗剪能力。加固拱理论在软岩巷道适用，其兼顾了整体的锚杆支护性。组合梁理论在层状岩层适用，其重点锚杆对对岩层滑动和离层的制约性形成影响。

2 锚网支护技术及其应用过程

2.1 锚网支护的工艺技术

2.1.1 支护巷道的施工次序

支护巷道的次序为；首先在挖掘巷道之后，应当实时地开展临时支护，临时支护的前探梁需要应用两根钢管，确保钢管的长度是3.5米和厚度是3.0英寸，再借助钢圈与螺帽在锚杆上悬吊，从而支护岩层顶板，以及借助刹杆背实顶板，从而进行临时支护。其次，对支护巷道的其它设备进行及时安装，像是跟围岩配合的支护（锚索、金属网、锚杆等），确保矿井采掘空间的稳定。最后，应当对混凝土进行及时地喷射，以及确保喷射混凝土的厚度符合相应的标准。

2.1.2 安装临时支架技术

首先，在检查巷道通风性之后，操作者站于永久支护的下面，借助2.5米以下的工具清理干净帮和顶的煤，操作者快速往前探梁需要的距离移动之后，在前探梁放置金属片，以及绞尽。通常需要有5人上前探梁。其次，在操作的时候，倘若顶板的压力太大，以及顶板发出响声，需要迅速地暂停作业，以及快速地撤出施工者，在稳定顶板支护，从外至里支护柱帽再进行施工。倘若顶板出现较大的不平情况，前探梁难以在巷道开口位置应用，那么临时支护务必借助较轻的单体液压支柱。

2.2 安装锚索、锚杆的过程

2.2.1 顶板锚杆支护的过程

首先，操作者在临时支护的下面站好，根据钢筋托链规定孔位，通常首先对中间顶锚杆钻眼，再开展其它的锚杆。安装顶锚杆的次序是：钻眼、清孔、将树脂药卷注入眼孔中、借助拧上螺母的锚杆头顶住树脂药卷且向孔眼中放置、借助搅拌机跟钻矸机锚杆尾部相连接，以及借助钻眼机对锚固剂进行搅拌，时间大概是20秒，再停止进行搅拌，再等候1分钟借助钻机将螺母拧上。其次对顶板锚杆进行安装。安装顶板锚杆的次序是先中间、再两边。通常顶板锚杆借助短钎杆进行钻孔，再对长钎杆进行更换，应用的钻头需要是Φ28mm，借助钻孔机钻孔之前，要先提升锚杆机，以及在相应的位置放置钻头，进而确保钻头钻孔之角度，确保钻孔实现要求的深度，在完成钻孔之后，应当清理孔眼的泥浆和煤灰。务必确保钻孔间距跟安装锚杆的距离需要相符合，能够使钻孔排距值小于或者是大于50mm,根据间距进行锚杆施工要。

2.2.2 帮锚杆支护的过程

首先，在施工帮锚杆支护之前，对锚杆眼进行布置，借助有色笔对岩石面钻眼位置进行确定，帮锚杆的安装技术跟顶板锚杆的施工技术类似，其都是首先对钻眼角度进行确定，再借助短钎杆套长钎杆手段实施帮锚杆支护钻眼。在以上工艺结束之后，将树脂药卷注入钻孔，通常选用的是Z2360中速药卷，结合施工的要求，倘若巷道在3米以上，那么在一旁实施锚杆支护。只有确保3吨的预紧力和5吨的帮锚杆重量，才可以确保巷道空间的安全性。

2.2.3 锚索支护的过程

安装锚索支护重点涵盖下面的过程：（1）安装锚索。首先紧跟工作面安装锚索，不允许滞后。其次，将树脂药卷注入到锚索钻孔位置，药卷的注入次序是：首先将超快速药卷注入，再将中速药卷注入，以及在钻孔当中推进药卷。借助专门的锚索机和搅拌机连接锚索，在开始搅拌的时候，应当对搅拌的速度进行有效地控制，防止太快，在锚索孔进入全部的锚索支护进行加速，通常是大概30秒的搅拌时间，在完成搅拌之后等待大概1分钟将设备拆除。最后，结束搅拌半个小时之后安装其他的装置，确保实现10吨的预紧力。（2）务必在暂停一系列装置的时候拆除装置，防止安全事故的出现，并且务必在钻机底部插入搅拌机，注药的时候人为地护住钢绞线，防止伤人现象的发生。