矿建工程巷道掘进锚杆支护技术分析姚岗

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年第2期   作者:姚岗
[导读] 煤炭作为主要生产生活能源,在实际生产中应用较为广泛
        摘要:煤炭作为主要生产生活能源,在实际生产中应用较为广泛,企业对能源需求量也比较大,煤炭质量对社会发展具有重要意义。而由于煤炭的特殊性,一般采用地下巷道开采方式对煤炭进行开采。锚杆支护技术是巷道掘进工艺中重要组成部分,通过锚杆支护可以加固巷道,确保围岩稳定,为安全生产提供保障。本文以实际案例为依据对矿建巷道掘进锚杆支护技术特点、常见锚杆支护事故、锚杆支护技术改进等方面,全面分析巷道锚杆支护技术,希望可以起到一定借鉴意义。
        关键词:巷道;锚杆;支护;工程
        前言
        利用锚杆支护技术可以有效加固巷道,提升矿建工程的安全性,还可以通过锚杆支护来规范采矿作业,避免由于采矿范围过大、采矿深度过深等导致煤矿安全事故发生。同时,通过锚杆支护技术加固巷道,可以为采矿工程效率提升提供必要支持。故,采矿企业在矿建工程中可以通过合理化应用巷道锚杆支护技术,来提升自身作业效率,确保安全生产。
        1.矿建工程巷道掘进锚杆支护技术
        1.1锚杆支护技术特点
        锚杆支护技术之所以可以在矿建工程中发挥出诸多优势,与锚杆支护技术本身所具特点有很大关系。锚杆支护技术主要特点如下:(1)技术性。矿建工程巷道掘进中锚杆支护施工需要在巷道中作业,因此施工中对各项技术参数的要求更高,使得锚杆技术表现出明显的技术性特征[1]。(2)机械化。锚杆支护在施工中需要大量的机械参与,且在矿建工程巷道掘进中还要随着巷道推进及时进行支护施工,以确保整体质量。在锚杆支护施工中,一般利用专用设备仪器进行施工,使得锚杆支护技术体现出明显机械化特征。(3)灵活性。矿建工程巷道掘进锚杆支护技术具有很强的适应性,一般矿建工程皆可以通过锚杆支护实现加固巷道目的,相关技术人员皆可以通过相应的锚杆支护设计,进而有效确保巷道安全性,为之后采矿作业提供必要保障。由于锚杆支护的灵活性,进一步推动巷道锚杆支护技术推广与发展。
        1.2工程概况
        该工程为S省地区煤矿1073巷道,600.2m巷道埋深,其中所采5号煤层,厚度6.53m,利用煤层底板巷道掘进方式,巷道4.50m宽、3.61m高,15MPa抗压强度(煤体单体单轴)。利用全景摄像仪对巷道情况进行窥视,以便于全面掌握巷道情况。窥视结果5号煤层无异常,整体岩层结构完整,无较深裂缝局部有环形裂缝,3.01-10.03m范围内土质主要由砂岩与泥岩组成。
        工程人员根据工程情况设计如下锚杆支护方案,顶板位置钢索选择:锚杆支护设计钢索预紧力控制在275kN,锚杆预紧扭矩控制在400N?m。锚杆支护中利用Φ21.2mm钢索,长度控制在6300.0mm,利用2支Z2360,1支K2335锚固剂,锚固长度控制在2000.0mm,锚索间排控制在2000.0mm×2000.0mm。利用直径22.0mm螺纹钢锚杆(左旋无纵筋),500.0MPa锚杆屈服强度,锚固剂(低粘度)2支,锚固剂主要规格为1支Z2360,1支K2335。采用150.0mm×150.0mm×10mm拱形(高强度)托盘,34mm以上拱高,适当利用减摩擦垫圈。锚杆间排控制在900.0mm×900.0mm,锚固长度控制为1200.0mm,钻孔直径控制在30.0mm。
        利用直径22.00mm螺纹钢锚杆(左旋无纵筋)4根,500.0MPa锚杆屈服强度,1支Z2360锚固剂,锚索间排控制在1000.0mm×1000.0mm,利用拱形高强度托盘,适当利用减摩擦垫圈,锚杆预紧扭矩控制在400N?m。顶端与两侧利用10号铁丝菱形金属护网。


        2.矿建工程巷道掘进锚杆支护常见事故与技术改进方案
        2.1矿建工程巷道掘进锚杆支护常见事故
        根据上述工程实际施工情况,为了确保施工质量,在锚杆支护之前,对以往巷道掘进中锚杆支护施工中常见的故障进行分析,以求制定相应锚杆支护施工质量控制措施。一般矿建工程巷道掘进锚杆支护常见事故如下:(1)施工中对巷道科学监测不够及时,导致锚杆支护错失良机,影响整体锚杆支护质量[2]。(2)矿井顶板处地质条件主要为泥岩顶板,顶板遇水后出现一定程度的变软、离层等情况。(3)锚杆相关参数设计。该工程中利用的锚杆主要为22.00mm螺纹钢锚杆,一般这种锚杆拉断力在10T以上,锚固剂在使用中可以锚固力在7T以上,但螺母厚度存在一定问题,使得螺母抗剪力不足,在4.0T压力下螺母出现拉脱等情况。螺母进行质量观测,发现螺母表面粗糙,质量存一定瑕疵。(4)托板加压测试,当压力达到4.0T时,托板有变形迹象,个别螺母出现脱落。锚杆对定是支护作用还存在一定不足,使得顶板下沉后增加了对锚杆支护压力。
        2.2矿建工程巷道掘进锚杆支护技术改进方案
        根据上述巷道锚杆支护技术中出现的问题,制定如下解决措施,以确保巷道锚杆支护施工质量。
        (1)工程企业完善工程检测机制。相关工程企业在矿建巷道掘进中需要随时对巷道情况进行检测,方便与及时关注巷道顶端与两帮之间巷道情况,在恰当时间做好锚杆支护设计与施工工作,确保巷道加固质量,为巷道掘进质量提升提供必要保障。但在检测中,技术人员需要用专业检测仪器,并在检测前对仪器进行校准,确保仪器精准度。在仪器选择上尽量选择高质量现代化技术,以提升检测质量。
        (2)对巷道顶板进行控制,确保顶板质量,提升锚杆支护质量。在锚杆支护上注重顶板下沉、离层等情况的全面检测,随时关注锚杆支护顶板情况,一旦发现顶板有变化,要及时根据顶板变化制定相应处理策略,加固顶板,确保巷道质量。同时对顶板上湿度进行检测,一旦出现遇水情况,及时对顶板进行加固,避免顶板出现变软、离层等情况。同时加强对天气情况监测,淋雨时格外注重顶板质量控制。
        (3)替换螺母并对螺母质量进行控制。根据工程设计需要在螺母选择上,选择锚杆支护专用螺母,将螺母厚度控制在26mm以上,以确保螺母抗剪力,避免螺母出现脱落松动等情况。在螺母元件采购中根据该工程设计要求,多家比对,选择高质量螺母,保证表面光滑螺纹质量高,确保质量[3]。且在螺母购买后,对购买螺母相关参数与信息进行记录,方便对螺母质量进行控制,为巷道锚杆支护质量提升提供保障。
        (4)适当增加托板厚度确保托板质量,避免托板出现变形等情况,确保巷道锚杆支护质量。相关工程技术人员可以利用相关锚杆支护质量模型,对当前锚杆支护设计具体参数进行模拟,以确定合理的托板厚度,适当增加控制质量与成本。待改进之后需要对锚杆支护进行质量检测,利用专业仪器判断锚杆支护在4.0T压力情况下是否存在质量问题,根据检测结果,对锚杆支护设计进行适当调整,确保锚杆质量[4]。在技术控制同时,相关企业做好施工控制,从人员控制、质量控制、设备控制、安全控制等全面进行控制,以确保施工质量与施工技术相匹配,提升巷道掘进锚杆支护质量。
        结束语
        综上所述,矿建工程巷道掘进锚杆支护技术可以有效提升巷道质量,为矿建工程安全施工提供必要保障。相关技术人员可以从锚杆支护设计、锚杆支护设计、锚杆支护相关零部件质量控制等,全面确保锚杆支护质量。
        参考文献
        [1]王平. 煤矿掘进巷道锚杆支护技术[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2019(13):227-228.
        [2]赵科, 张剑. 厚煤层大断面巷道支护技术研究[J]. 煤炭科学技术, 2019(3).101-105
        [3]左亮亮. 煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析[J]. 矿业装备, 2018(2):60-61.
        [4]巩宁. 煤矿掘进巷道中锚杆支护技术的应用[J]. 现代矿业, 2019(5).254-255
       
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