煤礦掘進(jìn)支護(hù)設(shè)計與工藝

1、    煤礦掘進(jìn)支護(hù)設(shè)計與工藝    田原摘要：錨桿支護(hù)是煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)的常用方式，其能在支護(hù)設(shè)備設(shè)施優(yōu)化配置的基礎(chǔ)上，提升巷道支護(hù)的穩(wěn)定性，滿足煤礦安全生產(chǎn)需要。本文在闡述煤礦巷道掘進(jìn)支護(hù)必要性的基礎(chǔ)上，就煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)設(shè)計內(nèi)容展開分析，同時指出掘進(jìn)巷道支護(hù)工藝應(yīng)用的具體要點，期望能進(jìn)一步提升煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)設(shè)計質(zhì)量，進(jìn)而在支護(hù)工藝高效應(yīng)用的基礎(chǔ)上，為煤礦安全生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。關(guān)鍵詞：煤礦;掘進(jìn)巷道;支護(hù)設(shè)計;支護(hù)工藝煤炭資源是我國工業(yè)生產(chǎn)的重要動力能源，新時期，社會生產(chǎn)中對于煤炭資源的依賴性不斷加強，這要求煤礦企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)模式優(yōu)化，確保煤炭資源的

2、有效供給。煤礦資源開采中，礦井掘進(jìn)巷道支護(hù)是極為重要的一項工作，其不僅關(guān)系著井下作業(yè)的安全性，而且對于煤炭資源開采效率具有重大影響?；诖?，有必要在煤礦生產(chǎn)中進(jìn)行掘進(jìn)巷道的支護(hù)設(shè)計，并加強支護(hù)工藝應(yīng)用管理。一、煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)的必要性煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)主要是在掘進(jìn)過程中為維護(hù)頂板安全而采用的保護(hù)性手段，其是煤礦井下作業(yè)必不可少的一道工藝。生產(chǎn)實踐中，進(jìn)行煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)的必要性體現(xiàn)在以下層面：其一，在煤炭未經(jīng)開采前，其與周圍的巖層結(jié)合在一起，使得地下地層環(huán)境處于受力穩(wěn)定狀態(tài)，而隨著煤炭資源被挖掘，地下環(huán)境整體受到破壞，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有所下降，容易發(fā)生井下塌陷等問題，基于此，有必要做好掘進(jìn)巷道的支護(hù)管

3、理。其二，規(guī)范化的開展巷道支護(hù)能使得掘進(jìn)工作面保持穩(wěn)定狀態(tài)，保證井下作業(yè)人員的安全性。其三，對于煤礦企業(yè)而言，進(jìn)行煤礦掘進(jìn)支護(hù)設(shè)計，還能在優(yōu)化井下生產(chǎn)環(huán)境的基礎(chǔ)上，提升采煤效率，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增長和戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)1。二、煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)設(shè)計內(nèi)容煤礦掘進(jìn)作業(yè)面的環(huán)境較為復(fù)雜，開展掘進(jìn)巷道支護(hù)設(shè)計時，工作人員需要考慮較多的因素，設(shè)計過程專業(yè)性較強，整體難度較大。就目前而言，錨桿支護(hù)是煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)的常用方式，開展掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)設(shè)計需考慮錨桿長度、錨桿間排距、錨索加強支護(hù)等設(shè)計內(nèi)容。1、錨桿長度設(shè)計錨桿長度設(shè)計是煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)設(shè)計的基本內(nèi)容，在實際設(shè)計中，工作人員需要按照懸吊理論，就錨桿的

4、主要參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃。在錨固區(qū)域內(nèi)，錨桿會與周圍的巖層組合，并形成組合梁，此時，假設(shè)巷道荷載q在該結(jié)構(gòu)上均勻分布，則錨桿的有效長度、錨固區(qū)域巖層形成組合拱的厚度可通過下式進(jìn)行計算：上式中，k1、k2分別表示了安全系數(shù)和蠕變安全系數(shù);通常，k1取值在35之間，而k2取值為1.204。就k3而言，該系數(shù)由錨固區(qū)域內(nèi)的受錨固力而形成組合梁的巖層數(shù)目所決定。此外，b、t、p0分別表示了巷道跨度、頂板煤層抗拉強度、原巖水平應(yīng)力分量2。完成上述計算后，累加錨桿外漏長度、錨桿的有效長度或錨固區(qū)域巖層形成組合拱的厚度可、錨桿錨固段長度，即可實現(xiàn)錨桿整體長度的有效計算。需注意的是，針對錨桿長度的設(shè)計及計算，還行

5、在考慮煤礦基本環(huán)境情況的同時，分析錨桿材料情況，進(jìn)而確保錨桿長度符合礦井巷道支護(hù)需要。2、錨桿間排距設(shè)計錨桿間排距的設(shè)計不僅關(guān)系著巷道的支護(hù)質(zhì)量，而且對于巷道掘進(jìn)支護(hù)成本及企業(yè)生產(chǎn)成本具有較大影響。具體設(shè)計中，通常按照等間距、排距的方式及進(jìn)行設(shè)計，該布設(shè)體系下，錨桿間排距sc計算方法為：式中，d、k4分別代表了錨桿敢提直徑、桿體抗剪強度、頂板抗剪安全系數(shù)。在煤礦生產(chǎn)中，20×2000mm的等強左旋螺紋鋼錨桿應(yīng)用較多，其直徑長取20mm，而桿體抗剪強度按原能力的60%計算，此外，要求頂板抗剪安全系數(shù)在36之間取值3。3、錨索加強支護(hù)設(shè)計錨索加強支護(hù)是巷道配套支護(hù)設(shè)計的重要內(nèi)容，在實際設(shè)

6、計中，往往需要按照工作面掘進(jìn)地質(zhì)說明書所調(diào)查的地質(zhì)資料進(jìn)行系統(tǒng)分析。就目前而言，施工交岔點及過斷層時，錨索加強支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，在實際設(shè)計中，還需考慮錨索深入到較穩(wěn)定巖層錨固長度、頂板最大破壞深度等因素，此外，應(yīng)就上托盤索具厚度、外露張拉強度等因素進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，滿足巷道支護(hù)設(shè)計需要。三、煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)工藝要點1、加強錨桿安裝管理錨桿安裝是煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)工藝應(yīng)用的關(guān)鍵所在，在實際安裝中，還應(yīng)注重以下要點：其一，采用鋼帶配合高強度托盤支護(hù)時，要求加強那個蝶形墊片的接頂管理，接頂要嚴(yán)實，同時抗拔力到設(shè)計要求。其二，在錨桿外漏長度管理中，要求其長度控制在螺母外1040mm。其三，錨桿安裝時，

7、要求采用錨桿體頂住樹脂藥卷，然后將其送到孔底。其四，所有的錨桿應(yīng)擰緊，在錨桿排列安裝后，要求錨桿排間距誤差不超過±100mm。其五，在進(jìn)行錨桿支護(hù)時，還應(yīng)注重其與錨索的有效配合。2、鉆眼方法采用mqt-130/2.8型錨桿鉆機(jī)為錨索打眼，打眼時要先送水，嚴(yán)禁無水開鉆。在打眼過程中，應(yīng)注重孔深偏差的有效控制。通常，要求錨索孔深偏差保持在0200mm，錨桿孔深偏差保持在050mm，在鉆孔直徑管理中，要求鉆孔直徑與桿體桿直徑偏差小于10mm。3、規(guī)范前伸側(cè)翻機(jī)載的前探操作管理當(dāng)掘進(jìn)機(jī)完成截、割、裝煤作業(yè)后，應(yīng)將截割頭放下，并且使得掘進(jìn)機(jī)開關(guān)處于閉鎖狀態(tài)。該過程中，嚴(yán)禁前伸側(cè)翻機(jī)載前探下放站人，同時，在當(dāng)停止升降機(jī)載前探后，應(yīng)立即開展支護(hù)施工，嚴(yán)禁在使用支護(hù)裝置時掘進(jìn)作業(yè)。此外，當(dāng)完成支護(hù)作業(yè)需要進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)時，需操作二位三通閥進(jìn)行切換作業(yè)，繼而使得設(shè)備切換到掘進(jìn)所需的油路。結(jié)論煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)對于煤礦安全生產(chǎn)具有重大影響。生產(chǎn)實踐中，工作人員只有充分認(rèn)識到煤礦掘進(jìn)巷道支護(hù)的必要性，然后深化掘進(jìn)巷道支護(hù)設(shè)計，并加大支護(hù)工藝的應(yīng)用，才能有效地提升掘進(jìn)巷道支護(hù)質(zhì)量，實現(xiàn)煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益與安全的有效保證。參考文獻(xiàn)：1   申恒濤.煤礦掘進(jìn)支護(hù)設(shè)計與工藝j.名城繪，2018（