“三软”地层条件下快速掘进技术

李欣华 李伟

摘    要：分析现阶段我国不可再生资源井下挖掘作业基本情况，可知受到多种因素影响，导致很多资源埋藏地区的地层条件非常恶劣，挖掘难度非常大，极大的增加了挖掘成本及安全风险，使得开采企业的经济效益较低，尤其是在一些三软地层条件下降进行的掘进作业出现了很多问题，所以需要资源开采企业在具体的符合三软地层条件要求的地方进行资源开采掘进作业期间，对此种地层条件特点进行准确的把握，之后利用应用价值高且先进的快速掘进技术进行资源开采，便可以取得理想的资源开采结果。基于此本文对三软地层条件的相关内容进行了概述，并对此种地层条件之下使用的快速掘进技术应用作以了深入分析，希望可以为后续更多在三软地层条件下进行掘进工作的资源开采单位提供井下快速掘进技术的应用指导。

关键词：三软;地层;快速;掘进;技术

1  前言

现阶段煤炭、石油及天然气等不可再生资源在社会经济发展与人们的生产生活中有着较多的应用，而且取得了理想的有应用成效，市场对于这些资源的需求量非常大，所以开采企业积极顺应市场发展趋势，投入了大量的人力、财力、物力及技术进行了资源的开采作业，以期开才出来的大量资源能够有效满足的市场的利用需要，助推开采企业可以健康长远的发展，但是分析实际的资源开采作业情况，发现地层条件不佳给采矿掘进造成的不良影响非常大，这就需要开采企业对开采工作有着很大阻碍的三软地层条件加强研究，找出有助于在此种地层条件下顺利掘进作业的技术，促使相关技术应用时可以规避三软地层条件带来的不良影响，确保掘进作业质量高，能够开采出大量的资源。

2  “三软”地层概述

三软地层具体指的是进行井下作业期间，如果相应掘进地方的顶板属于质软且易破碎的岩层或泥层，抗压强度较小，内摩擦角及粘结力均较小，稳定差，有着流变性特点，同时煤层存在一定程度的风化或者易于风化特点，底板硬度与抗压强度小，那么此种地层便可以称之为三软地层，井下矿井作业人员进行掘进操作时难度较大，如果速度过慢非常容易发生岩石及煤层掉落、垮塌問题，威胁井下作业人员的人身安全，并且垮塌之后使得井下掘进作业更加难以迅速进行，使得掘进作业时间大大延长，显著增加了资源开采企业的经济成本，需要利用新型的快速掘进技术进行施工作业，促使在该种地层条件下的资源开采作业工作效率与安全均较高[1]。

3  “三软”地层条件下快速掘进技术应用分析

3.1  技术

总结很多资源开采企业在三软地层之下进行掘进作业使用的技术，可以了解到三掘三喷作业技术较为常用，具体操作期间需要作业人员准备锚杆、金属网及喷射混凝土材料进行作业区域的支护处理，其中选择的锚杆要求长度与直径分别控制为1900毫米、18毫米，杆体露出支护区域长度控制在100毫米以下，应用的金属网材质属于冷拔钢丝，实际进行混凝土喷射时的厚度需要控制为100毫米。具体进行三掘三喷技术应用时需要作业人员进行掘进与混凝土喷射的交叉作业，连续进行三个循环，以此应用于三软地层施工中有着非常好的支护效果，发生煤层风化、顶板掉顶问题及冒顶事故风险小，而且与常规使用的二掘一喷作业技术进行应用效果比家里，发现此种新型的掘进支护技术使得常规技术应用时容易出现围岩容易被暴露、易风化、锚杆失效等问题进行了有效地控制解决，支护结构轻易不会受到破坏，并且喷射了多次混凝土，使得围岩变形及煤层风化速度放缓，此外基于该技术的井下掘进作业工作，使得混凝土喷射速度提升，煤层风化暴露时间缩短，极大的提升了井下顶板的稳定性，有效掘进时间和之前相比较增加[2]。

3.2  应用

开采单位要面向全体井下作业人员进行三掘三喷作业技术的培训，促使作业人员低于该作业技术包含的内容有着非常多的认识和了解，之后可以在具体的施工作业期间充分利用相关的作业技术做好井下快速掘进作业，确保掘进作业效果好。具体应用三掘三喷作业技术时，要做好下列工作。

首先作业人员需要对作业地方的三软地层条件进行充分的调查了解，之后依据断面设计尺寸，对于井下巷道进行规整的处理;进行锚杆支护施工时，注意作业人员需要对利用到的全部锚杆规格尺寸进行检查，确定锚杆不存在任何质量问题后，便可以进行锚杆支护施工，要按照设计深度与间隔距离进行各个锚杆的安装设施，待锚杆置于相应位置后要对锚杆角度进行测量，确定不存在问题后便可以利用电钻、螺母进行锚杆紧固处理，促使锚杆可以稳固的安装在相应的地方，要求锚杆拉拔力处于井下掘进作业要求的范围以内。

其次金属网与喷浆作业，在金属网安装作业时，需要作业人员对于金属网进行搭接处理，长度控制为100mm，之后利用铁丝对于整个金属网进行搭接处理，确保金属网可以服帖的置于岩层表面之上，充分利用金属网的牵拉作用，防止稳定性差且质地非常松软的岩层发生脱落问题，如果张贴金属网期间发现部分地方已经出现了碎裂问题，此时还需要在这些地方进行木质托盘的安装，用以规避碎裂的石块直接脱落所致的井下掘进作业安全事故发生;作业人员在进行作业区域的喷浆作业期间，需要对喷浆厚度进行有效把握，之后操作喷射机进行循环三次的喷浆操作。在作业期间如果作业人员发现井下巷道顶板区域有着非常大的破碎压力时，需要作业人员技术联系技术人员进行锚杆支护间距的研究，以此通过科学的计算，对于锚杆之间的间距进行合理调节，一般情况下处于此种顶板状态下的支护作业锚杆间距控制为600mm×600mm较合理，而且技术人员要指导作业人员基于破碎压力过大的巷道顶板长度，要进行U型钢棚的架设，要求每间隔15m设置一处，如果压力依托钢棚仍然无法得到有效的优化控制处理，还需要利用锚索对于锚杆继续进行支护干预，促使井下巷道掘进时的支护效果理想。

最后三掘三喷技术改进之处，即作业人员需要对当前该技术的应用情况进行总结分析， 找出技术应用的缺陷和不足，然后利用最新的科学技术对于三掘三喷技术继续作以优化完善，促使该技术能够在未来的井下巷道快速掘进施工时充分发挥利用价值，确保巷道掘进速度快且成型良好。具体而言包括进行炮眼炸开操作时，需要利用提前准备好的卷尺、指向仪对于炮眼所在的位置进行精准的定位，防止发生炮眼位置偏差过大的情况，在进行放炮炸开操作之后，作业人员要利用卷尺等工具对于巷道长宽高等数据进行精准的测量，避免出现巷道掘进施工不规整的问题，进行混凝土喷射操作期间，作业人员注意要挂线后再进行初喷处理，之后再将金属网张贴在岩石表面，并再次进行混凝土材料的复喷操作，以此便可以显著增强井下巷道掘进施工速度与质量，降低作业问题发生率。

4  结语

目前三软地层条件下进行的掘进作业遇到了很多困难，制约着资源开采工作的高效进行，所以要求开采企业对于井下掘进作业时的快速掘进技术多进行研究分析，使得掘进技术应用期间的作业质量、效率、安全性和之前同一地层下掘进操作时相比较有着很大的提高，降低顶板坍塌、掉顶等问题发生风险，为作业人员构建一个安全的井下作业环境，最终使得井下快速掘进作业达到预期的效果。同时三掘三喷作业技术在现阶段的三软地层条件下利用时还有着很多问题，要求开采单位工作人员能够在未来不断对该技术进行进一步的优化，而且可以结合此类地层条件特点重新选择具有较高应用价值的新的快速掘进技术，促使三软地层条件下的掘进作业效果达标。

参考文献：

[1]吕红霞，史焕法，王守海.“三软”地层快速掘进锚喷支护研究[J].山东煤炭科技，2015（8）：35～36.

[2] 杜强.柿花田煤矿“三软”不稳定煤层回采巷道支护技术研究[D].西安科技大学，2013.