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摘 要:上行开采技术常常被应用在多煤层回采工作中,需要以不破坏煤层安全为前提。所以,在上行开采的巷道掘进过程中,需要采用一定的措施保证煤层的安全性。而锚网支护可以对巷道围岩的稳定性进行控制,并可以配合实现对矿压的全面观测。因此,基于这种认识,本文首先对锚网支护及其应用原则进行了分析。而在此基础上,对锚网支护在上行开采巷道掘进中的应用问题进行了探讨,以便为关注这一话题的人们提供参考。
关键词:锚网支护;上行开采;巷道掘进;应用
引言:在进行多煤层开采时,常常采用的是下行开采方式,即先完成上层煤的开采,再由上到下逐层开采,以便确保开采过程的安全性。但是,在一些特殊情况下,也需要采用上行开采方式,即先完成下层煤的开采,然后进行上层煤的回采。但是,由于下层煤层已经挖掘完成,所以需要格外注意上行开采巷道掘进过程的安全性。而锚网支护在上行开采条件下可以维持巷道结构的稳定性,所以在上行开采的巷道掘进过程得到了有效的利用。
1 锚网支护及其应用原则
所谓的锚网支护,其实就是一种支护方式。作为一种复合支护形式,锚网支护由铁丝网、钢筋网、塑料网和锚杆组成。而支护结构主要分为两部分,即顶板部分和巷帮部分。其中,顶板部分由庙杆、钢筋网、锚索等材料组成,需要沿着巷道纵向进行锚杆和锚索的布置。而巷帮部分则是在槽钢梁上进行锚杆的安装,用来避免巷道底鼓问题的出现[1]。在巷道掘进的过程中,锚杆起到了主要的支护作用,将大部分地压承担下来,从而防止巷道围岩松动或坍塌。同时,由于锚杆本身具有可伸缩性,所以可以随着围岩走势变化而变形,继而对围岩形变进行控制。此外,锚网支护一般设在喷射混凝土中,可以进行混凝土性能的改善,以便提升围岩的强度。
从应用角度来看,锚网支护施工需要遵循几个原则。首先,在支护之前,要避免掘进过程对岩石造成破坏。而为了满足这一目的,则可以采用布置炮眼的方式进行掘进。其次,锚网支护是否及时,直接关系着支护的成功与否。在巷道掘进过程中,顶板岩石的压力作用会缓慢下沉。所以,此时需要及时完成支护,以便及时减缓岩石下沉程度,继而使顶板岩石重新恢复平衡状态。再者,在支护工作开展之前,需要采用一些措施对顶板岩石进行预先控制,以便减少岩石松动,如喷射混凝土。此外,为了将锚网支护的高效性、可控性效果发挥出来,要在施工前做好对巷道地质、施工位置等信息的了解。
2 锚网支护在上行开采巷道掘进中的应用
2.1应用锚网支护的准备工作
2.1.1施工情况的预估
在巷道掘进施工之前,需要对施工情况进行预估,以便采取相应的锚网支护准备措施。一般的情况下,下部煤层回采完成后,需要在裂隙带中完成对运输巷和回风巷的掘进。而此时,需要对同巷道的垂直横断裂隙、巷道顶和围岩次生裂隙发育情况进行了解。而受到下部煤层开采过程的影响,掘进过程中的顶板管理需要注意几方面的问题。首先,需要考虑顶板围岩是否出现了破碎、离层严重等问题。而一旦顶板压力过大,巷道则会在掘进过程中出现变形,继而使巷道维护难度增大[2]。其次,需要考虑巷道顶板采用锚网支护可锚性差的问题。具体来讲,就是在锚杆施工的过程中,需要考虑锚杆安装是否难以进行,而锚杆固定又能否达到设计值的问题。此外,需要考虑巷道在截割后是否会出现偏帮、锚定等问题。因为,在这种条件下,巷道支护施工具有较高的难度,并且具有成本高和速度慢的问题,不利于巷道掘进工作的开展。
2.1.2准备措施的采取
为了更好的完成锚网支护施工,需要在施工前采取相应的准备措施。首先,在支护初期,需要采用锚网支护的方式进行试验。而针对试验结果,则可以判断锚杆的可锚性和锚网支护的可靠性。具体来讲,就是要保证在具有可锚性的条件下,锚网支护体系整体强度要满足安全生产要求。所以,在试验中,要确定锚网支护参数、材料规格、现有巷道支护参数和规格等内容。其次,为了防止巷道出现围岩破碎、压力明显或可锚性差等问题,需要采取一些支撑式支护方式进行巷道的补强支护。同时,也可以采取复合支护的方式进行巷道顶帮压力和巷道变形的控制。另外,需要在一定范围内进行木质备用棚的架设,以便在紧急情况发生时使用。再者,针对顶帮破碎条件下的锚杆安装困难问题,可以配备一些螺纹锚杆,以便利用特殊旋入方式进行锚杆的固定。此外,在支护施工过程中,需要对循环进尺、截割进度等内容进行严格控制。同时,需要保证顶帮支护及时紧跟工作面,并采用超前锚杆控制方法进行顶帮围岩的成型控制。
2.2锚网支护的实践应用
2.2.1支护参数
在进行锚网支护施工时,需要先确定支护的参数。首先,需要对工作面运输巷、回风巷支护中的锚杆间排距进行确定。比如在间排距为1600mm*2100mm时,可以采用双列锚索加强对巷道的支护。而在间排距为800mm*700mm时,则可以采用木锚杆进行加强支护。此外,针对间排距超过1m的情况,则需要增加一列液压单体支柱进行加强支护。其次,需要对锚网支护材料和规格进行确定。通常的情况下,顶部支护采用的为左旋无纵筋螺纹钢锚杆,并配有3支锚固剂,而帮部则配有2支锚固剂[3]。金属网采用的为铁丝制作的经纬网,具体规格则要根据实际情况来确定。而钢带通常为钢筋焊接的钢筋梯,顶部锚杆托盘为“T”形钢加工,帮部锚杆托盘则为弧形钢板。此外,还需要根据工程实际情况进行锚杆规格的确定,以便有效的进行锚网支护施工。
2.2.2应用效果分析
在完成锚网支护后,需要对锚网支护效果展开分析。首先,可以利用离层分析仪观测岩石顶板的离层变化速度。在锚网支护施工完成后,可以发现岩石顶板离层量得到了有效的控制,并最终趋于稳定状态。其次,可以对围岩变形数据进行分析。在巷道掘进期间,可以进行顶底板和两帮的移近量测站的布置,以便观测支护后的围岩变形。而通过观测可以发现,采取锚杆支护的围岩变形量较小。再者,可以进行锚索/锚杆测力计的安装,以便检测锚杆预紧力大小。而经过观测可以发现,巷道顶底板和两帮移近量较小的情况下,锚杆、锚索的承载工况较好,可以有效控制巷道围岩形变。因此,从锚网支护施工效果可以看出,锚网支护是一种主动支护方式,可以有效进行巷道初期围岩变形的控制[4]。同时,锚网支护具有较强的适应能力,并具有卸载巷道部分压力和位移的优点。而随着锚网支护工艺的不断发展,在锚网支护的过程中配合以其他加强支护方式,则可以为上行开采的巷道掘进工作提供足够的安全保障。
结论:总而言之,上行开采是世界煤矿开采技术难题,掘进过程中的巷道稳定性、瓦斯治理、顶板涌水等问题都将为煤矿生产安全带来一定的威胁。所以,在上行开采的巷道掘进过程中必须采用有效的支护体系,以便确保煤矿的生产安全。而从锚网支护在上行巷道掘进中的应用情况来看,该支护体系可以有效控制巷道变形,继而维持巷道整体稳定性。因此,未来的多层煤矿的开采工作中,锚网支护必将在上行开采的巷道掘进施工中得到一定程度的应用。
参考文献
[1]朱连杰,郎红日,马友魁等.锚网支护技术在复杂厚煤层巷道掘进中的应用[J].神华科技,2014,06(12):41-42.
[2]王博.大变形巷道锚网索支护研究与应用[D].西安科技大学,2010.
[3]程铁军.工钢棚与顶板锚网联合支护在煤巷掘进中的实际应用[J].河南科技,2014,06(01):44.
[4]郭庆勇.急倾斜水平分层开采巷道锚网支护工程研究与应用[D].中国矿业大学,2010.
关键词:锚网支护;上行开采;巷道掘进;应用
引言:在进行多煤层开采时,常常采用的是下行开采方式,即先完成上层煤的开采,再由上到下逐层开采,以便确保开采过程的安全性。但是,在一些特殊情况下,也需要采用上行开采方式,即先完成下层煤的开采,然后进行上层煤的回采。但是,由于下层煤层已经挖掘完成,所以需要格外注意上行开采巷道掘进过程的安全性。而锚网支护在上行开采条件下可以维持巷道结构的稳定性,所以在上行开采的巷道掘进过程得到了有效的利用。
1 锚网支护及其应用原则
所谓的锚网支护,其实就是一种支护方式。作为一种复合支护形式,锚网支护由铁丝网、钢筋网、塑料网和锚杆组成。而支护结构主要分为两部分,即顶板部分和巷帮部分。其中,顶板部分由庙杆、钢筋网、锚索等材料组成,需要沿着巷道纵向进行锚杆和锚索的布置。而巷帮部分则是在槽钢梁上进行锚杆的安装,用来避免巷道底鼓问题的出现[1]。在巷道掘进的过程中,锚杆起到了主要的支护作用,将大部分地压承担下来,从而防止巷道围岩松动或坍塌。同时,由于锚杆本身具有可伸缩性,所以可以随着围岩走势变化而变形,继而对围岩形变进行控制。此外,锚网支护一般设在喷射混凝土中,可以进行混凝土性能的改善,以便提升围岩的强度。
从应用角度来看,锚网支护施工需要遵循几个原则。首先,在支护之前,要避免掘进过程对岩石造成破坏。而为了满足这一目的,则可以采用布置炮眼的方式进行掘进。其次,锚网支护是否及时,直接关系着支护的成功与否。在巷道掘进过程中,顶板岩石的压力作用会缓慢下沉。所以,此时需要及时完成支护,以便及时减缓岩石下沉程度,继而使顶板岩石重新恢复平衡状态。再者,在支护工作开展之前,需要采用一些措施对顶板岩石进行预先控制,以便减少岩石松动,如喷射混凝土。此外,为了将锚网支护的高效性、可控性效果发挥出来,要在施工前做好对巷道地质、施工位置等信息的了解。
2 锚网支护在上行开采巷道掘进中的应用
2.1应用锚网支护的准备工作
2.1.1施工情况的预估
在巷道掘进施工之前,需要对施工情况进行预估,以便采取相应的锚网支护准备措施。一般的情况下,下部煤层回采完成后,需要在裂隙带中完成对运输巷和回风巷的掘进。而此时,需要对同巷道的垂直横断裂隙、巷道顶和围岩次生裂隙发育情况进行了解。而受到下部煤层开采过程的影响,掘进过程中的顶板管理需要注意几方面的问题。首先,需要考虑顶板围岩是否出现了破碎、离层严重等问题。而一旦顶板压力过大,巷道则会在掘进过程中出现变形,继而使巷道维护难度增大[2]。其次,需要考虑巷道顶板采用锚网支护可锚性差的问题。具体来讲,就是在锚杆施工的过程中,需要考虑锚杆安装是否难以进行,而锚杆固定又能否达到设计值的问题。此外,需要考虑巷道在截割后是否会出现偏帮、锚定等问题。因为,在这种条件下,巷道支护施工具有较高的难度,并且具有成本高和速度慢的问题,不利于巷道掘进工作的开展。
2.1.2准备措施的采取
为了更好的完成锚网支护施工,需要在施工前采取相应的准备措施。首先,在支护初期,需要采用锚网支护的方式进行试验。而针对试验结果,则可以判断锚杆的可锚性和锚网支护的可靠性。具体来讲,就是要保证在具有可锚性的条件下,锚网支护体系整体强度要满足安全生产要求。所以,在试验中,要确定锚网支护参数、材料规格、现有巷道支护参数和规格等内容。其次,为了防止巷道出现围岩破碎、压力明显或可锚性差等问题,需要采取一些支撑式支护方式进行巷道的补强支护。同时,也可以采取复合支护的方式进行巷道顶帮压力和巷道变形的控制。另外,需要在一定范围内进行木质备用棚的架设,以便在紧急情况发生时使用。再者,针对顶帮破碎条件下的锚杆安装困难问题,可以配备一些螺纹锚杆,以便利用特殊旋入方式进行锚杆的固定。此外,在支护施工过程中,需要对循环进尺、截割进度等内容进行严格控制。同时,需要保证顶帮支护及时紧跟工作面,并采用超前锚杆控制方法进行顶帮围岩的成型控制。
2.2锚网支护的实践应用
2.2.1支护参数
在进行锚网支护施工时,需要先确定支护的参数。首先,需要对工作面运输巷、回风巷支护中的锚杆间排距进行确定。比如在间排距为1600mm*2100mm时,可以采用双列锚索加强对巷道的支护。而在间排距为800mm*700mm时,则可以采用木锚杆进行加强支护。此外,针对间排距超过1m的情况,则需要增加一列液压单体支柱进行加强支护。其次,需要对锚网支护材料和规格进行确定。通常的情况下,顶部支护采用的为左旋无纵筋螺纹钢锚杆,并配有3支锚固剂,而帮部则配有2支锚固剂[3]。金属网采用的为铁丝制作的经纬网,具体规格则要根据实际情况来确定。而钢带通常为钢筋焊接的钢筋梯,顶部锚杆托盘为“T”形钢加工,帮部锚杆托盘则为弧形钢板。此外,还需要根据工程实际情况进行锚杆规格的确定,以便有效的进行锚网支护施工。
2.2.2应用效果分析
在完成锚网支护后,需要对锚网支护效果展开分析。首先,可以利用离层分析仪观测岩石顶板的离层变化速度。在锚网支护施工完成后,可以发现岩石顶板离层量得到了有效的控制,并最终趋于稳定状态。其次,可以对围岩变形数据进行分析。在巷道掘进期间,可以进行顶底板和两帮的移近量测站的布置,以便观测支护后的围岩变形。而通过观测可以发现,采取锚杆支护的围岩变形量较小。再者,可以进行锚索/锚杆测力计的安装,以便检测锚杆预紧力大小。而经过观测可以发现,巷道顶底板和两帮移近量较小的情况下,锚杆、锚索的承载工况较好,可以有效控制巷道围岩形变。因此,从锚网支护施工效果可以看出,锚网支护是一种主动支护方式,可以有效进行巷道初期围岩变形的控制[4]。同时,锚网支护具有较强的适应能力,并具有卸载巷道部分压力和位移的优点。而随着锚网支护工艺的不断发展,在锚网支护的过程中配合以其他加强支护方式,则可以为上行开采的巷道掘进工作提供足够的安全保障。
结论:总而言之,上行开采是世界煤矿开采技术难题,掘进过程中的巷道稳定性、瓦斯治理、顶板涌水等问题都将为煤矿生产安全带来一定的威胁。所以,在上行开采的巷道掘进过程中必须采用有效的支护体系,以便确保煤矿的生产安全。而从锚网支护在上行巷道掘进中的应用情况来看,该支护体系可以有效控制巷道变形,继而维持巷道整体稳定性。因此,未来的多层煤矿的开采工作中,锚网支护必将在上行开采的巷道掘进施工中得到一定程度的应用。
参考文献
[1]朱连杰,郎红日,马友魁等.锚网支护技术在复杂厚煤层巷道掘进中的应用[J].神华科技,2014,06(12):41-42.
[2]王博.大变形巷道锚网索支护研究与应用[D].西安科技大学,2010.
[3]程铁军.工钢棚与顶板锚网联合支护在煤巷掘进中的实际应用[J].河南科技,2014,06(01):44.
[4]郭庆勇.急倾斜水平分层开采巷道锚网支护工程研究与应用[D].中国矿业大学,2010.